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如图甲所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电...

如图甲所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连.线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示,其中B、B1和t1均为已知.在0~t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动.求:
(1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量.

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(1)先求出感应电动势,再根据闭合电路欧姆定律求解电流; (2)线框产生感应电动势的最大值 Em=nB1 L1L2ω,进而求出有效值,根据 Q=I2Rt即可求解在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量; (3)先求出平均电动势,再求出平均电流,根据q=即可求解. 【解析】 (1)0~t1时间内,线框中的感应电动势 E=n 根据闭合电路欧姆定律可知,通过电阻R的电流 I= (2)线框产生感应电动势的最大值 Em=nB1 L1L2ω 感应电动势的有效值E=nB1 L1L2ω 通过电阻R的电流 的有效值I= 线框转动一周所需的时间t= 此过程中,电阻R产生的热量  Q=I2Rt=πRω (3)线框从图甲所示位置转过90°的过程中, 平均感应电动势   平均感应电流   通过电阻R的电荷量  q= 答:(1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小为; (2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量为πRω; (3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量为.
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考点分析:
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在如图所示的电路中,两平行正对金属板A、B水平放置,两板间的距离d=4.0cm.电源电动势E=400V,内电阻r=20Ω,电阻R1=1980Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球(可视为质点)从B板上的小孔以初速度v=1.0m/s竖直向上射入两板间,小球恰好能到达A板.若小球所带电荷量q=1.0×10-7C,质量m=2.0×10-4kg,不考虑空气阻力,忽略射入小球对电路的影响,取g=10m/s2.求:
(1)A、B两金属板间的电压的大小U;
(2)滑动变阻器消耗的电功率P
(3)电源的效率η.

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如图甲所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道,轨道间的距离为l,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源.将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上,且与两轨道垂直.已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略,通过导体棒的恒定电流大小为I,方向由a到b,图11乙为图甲沿a→b方向观察的平面图.若重力加速度为g,在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在轨道上保持静止.
(1)请在图11乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图;
(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小;
(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值的大小和方向.

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如图所示,在光滑水平面上有一长为L1、宽为L2的单匝矩形闭合导体线框abcd,处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中,其ab边与磁场的边界重合.线框由同种粗细均匀的导线制成,它的总电阻为R.现将用垂直于线框ab边的水平拉力,将线框以速度v向右沿水平方向匀速拉出磁场,此过程中保持线框平面与磁感线垂直,且ab边与磁场边界平行.求线框被拉出磁场的过程中:
(1)通过线框的电流;
(2)线框中产生的焦耳热;
(3)线框中a、b两点间的电压大小.

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用电流表和电压表测一个电阻值约为25kΩ、额定功率为manfen5.com 满分网W的电阻Rx的阻值,备用器材有:
①量程0~100μA,内阻约为500Ω的电流表A1
②量程0~500μA,内阻约为300Ω的电流表A2
③量程0~1V,内阻约为10kΩ的电压表V1
④量程0~15V,内阻约为100kΩ的电压表V2
⑤量程0~50V,内阻约为500kΩ的电压表V3
⑥直流稳压电源两端的输出电压为16V
⑦滑动变阻器,阻值范围 0~500Ω,允许最大电流 lA
⑧待测电阻Rx,开关和导线若干
(1)为了测量准确,电压表应选    ,电流表应选    .(填写仪器前的序号)
(2)在方框内画出实验电路图.
(3)若测量值为R,真实值为R,那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下,R    R(选填“大于”、“等于”或“小于”).
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某同学在测一节干电池的电动势和内电阻的实验中,测得若干组电池两端电压值和对应的通过干电池的电流值,并利用这些数据画出了如图9所示的U-I图象.则由此U-I图象可知,该干电池的电动势的测量值为    V,内电阻的测量值为    Ω.(本题结果保留到小数点后2位)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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