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平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2=8Ω的电热丝,轨道间距L=1m,轨...

平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2=8Ω的电热丝,轨道间距L=1m,轨道很长,本身电阻不计,轨道间磁场按如图所示的规律分布,其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度为2cm,磁感应强度的大小均为B=1T,每段无磁场的区域宽度为1cm,导体棒ab本身电阻r=1Ω,与轨道接触良好,现让ab以v=10m/s的速度向右匀速运动.求:
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(1)当ab处在磁场区域时,ab中的电流为多大?
(2)ab两端的电压为多大?ab所受磁场力为多大?
(3)整个过程中,通过ab的电流是否是交变电流?若是,其有效值为多大?若不是说明理由.并画出通过ab的电流随时间的变化图象.
(1)根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求解ab中的电流 (2)根据欧姆定律和安培力公式求解 (3)整个过程中,通过ab的电流是变化的,对每一段进行分析求解. 【解析】 (1)根据法拉第电磁感应定律得 感应电动势E=BLv=10 V, ab中的电流I==2 A, (2)ab两端的电压为U=IR12=8 V, ab所受的安培力为F=BIL=2 N, (3)整个过程中,通过ab的电流是变化的,是交变电流, ab中交流电的周期T=2+2=0.006 s, 由交流电有效值的定义,可得I2R(2)=I有2RT,即I有=A. 通过ab的电流随时间的变化图象如图: 答:(1)当ab处在磁场区域时,ab中的电流为2 A (2)ab两端的电压为8 V.ab所受磁场力为2 N (3)整个过程中,通过ab的电流是交变电流,其有效值为A.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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