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半径为r=0.4m的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度B=0.2T,磁场方向垂直纸...

半径为r=0.4m的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里.边长为L=1.2m 的金属正方形框架ABCD在垂直磁场的平面内放置,正方形中心与圆心O重合.金属框架AD与BC边上分别接有L1、L2两灯,两灯的电阻均为R=2Ω,一金属棒MN平行AD边搁在框架上,与框架电接触良好,棒MN的电阻为每米0.5Ω,框架ABCD的电阻均忽略不计.
(1)若棒以匀速率向右水平滑动,如图所示.当滑过AB与DC边中点E、F时,灯L1中电流为0.2A,求棒运动的速率.
(2)撤去金属棒MN,将右半框架EBCF以EF为轴向下翻转 90°,若翻转后磁场随时间均匀变化,且灯L1的功率为1.28×10-2W,求磁场的变化率△B/△t.

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(1)棒滑过AB与DC边中点E、F时,产生感应电动势,已知通过灯L1中电流为0.2A,则流过棒的电流为0.4A,根据闭合电路欧姆定律可求得感应电动势的大小,再由公式E=BLv求出棒运动的速率. (2)根据功率公式P=,求出灯泡的电压,得到回路中感应电动势,再由法拉第电磁感应定律求得磁场B的变化率. 【解析】 (1)由题,灯L1中电流为I1=0.2A,则流过棒的电流I=2I1=0.4A 根据闭合电路欧姆定律得    金属棒产生的感应电动势 E=U+Ir1=I1R+Ir1=0.2×2+0.4×0.6=0.64V 由E=B•2r•v得:   v===4m/s (2)由P=,得灯泡L1的电压U==0.16V; 感应电动势为 E=2U=0.32V 而E==S=, 所以:= 代入解得,=1.27T/s 答: (1)棒运动的速率是4m/s. (2)磁场的变化率为1.27T/s.
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考点分析:
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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下小灯泡L,“3 8V,0.3A”.
电压表V,量程0-5V,内阻5kΩ
电流表A1,量程O一100mA,内阻4Ω
电流表A2,量程0-500mA,内阻0 4Ω
滑动变阻器R1最大阻值10Ω,额定电流1.0A
滑动变阻器R2,最大阻值5Ω,额定电流0.5A
直流电源E,电动势约为6V,内阻约为0.5Ω
导线、电键等
(1)在上述器材中,滑动变阻器应选______;电流表应选______.(填元件的物理符号)
(2)在虚线框内画出实验的电路图,并在图中注明各元件的符号.
(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在,I-U坐标系中,描绘出了如图甲所示的小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断图乙中正确的是______(图中P为小灯泡的功率)
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A.电流肯定在增大,不论电流是什么方向
B.电流肯定在减小,不论电流是什么方向
C.电流大小恒定,方向由c到d
D.电流大小恒定,方向由d到c
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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