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如图所示,边长L=0.20m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成,正方...

manfen5.com 满分网如图所示,边长L=0.20m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成,正方形导线框每边的电阻R=1.0Ω,金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等,金属棒MN的电阻r=0.20Ω.导线框放置在匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.50T,方向垂直导线框所在平面向里.金属棒MN与导线框接触良好,且与导线框对角线BD垂直放置在导线框上,金属棒上的中点始终在BD连线上.若金属棒以v=4.0m/s的速度向右匀速运动,当金属棒运动至AC位置时,求:
(1)金属棒产生的电动势大小;
(2)金属棒MN上通过的电流大小和方向;
(3)导线框消耗的电功率.
(1)当金属棒运动至AC位置时,有效切割长度等于正方形对角线的长度.由公式E=BLv求解感应电动势的大小. (2)导线框左、右两侧电阻并联,求出并联电阻,由闭合电路欧姆定律求解金属棒MN上通过的电流大小,由右手定则判断电流的方向. (3)根据功率求解导线框消耗的电功率. 【解析】 (1)金属棒产生的电动势大小为:    E=BLv=0.4V≈0.57V. (2)金属棒运动到AC位置时,导线框左、右两侧电阻并联,其并联电阻大小为    R并==1.0Ω, 根据闭合电路欧姆定律      I=≈0.48A, 根据右手定则判定,电流方向从N到M. (3)导线框的功率为:P框=I2R并≈0.23W. 答: (1)金属棒产生的电动势大小为0.57V. (2)金属棒MN上通过的电流大小是0.48A,方向从N到M. (3)导线框消耗的电功率是0.23W.
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考点分析:
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B、电流表A2(量程20mA,内阻r2=30Ω)
C、电压表V(量程15V,内阻约为3000Ω)
D、定值电阻R=100Ω
E、滑动变阻器R1,最大阻值为5Ω,额定电流为1.0A
F、滑动变阻器R2,最大阻值为5Ω,额定电流为0.5A
G、电源E,电动势E=4V(内阻不计)
H、电键S及导线若干
(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程的manfen5.com 满分网,请从所给的器材中选择合适的实验器材______(均用器材前对应的序号字母填写);
(2)根据你选择的实验器材,请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号;
(3)待测电阻的表达式为Rx=______,式中各符号的物理意义为______

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①在图中画出光线在玻璃内外的传播方向;
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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