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如图,正方形单匝均匀线框abcd,边长L=0.4m,每边电阻相等,总电阻R=0....

如图,正方形单匝均匀线框abcd,边长L=0.4m,每边电阻相等,总电阻R=0.5Ω。 一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮,一端连接正方形线框,另一端连接绝缘物体P,物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上,斜面倾角θ=30°,斜面上方的细线与斜面平行。在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场,上边界I和下边界II都水平, 两边界之间距离也是L=0.4m。磁场方向水平,垂直纸面向里,磁感应强度大小B=5T。 现让正方形线框的cd边距上边界I的正上方高度h=0.9m的位置由静止释放,且线框在运动过程中始终与磁场垂直,cd边始终保持水平,物体P始终在斜面上运动,线框刚好能以v=3m/S的速度进入匀强磁场并匀速通过匀强磁场区域。释放前细线绷紧,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。

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求:(1)线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中,c、d间的电压是多大?

(2)线框的质量m1和物体P的质量m2分别是多大?

(3)在cd边刚进入磁场时,给线框施加一个竖直向下的拉力F使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域,在此过程中,力F做功W=0.23J,求正方形线框cd边产生的焦耳热是多少?

 

(1)4.5V;(2)m­1=3.2kg,m­2=1.6kg;(3)0.0575J。 【解析】 试题分析:(1)正方形线框匀速通过匀强磁场区域的过程中,设cd边上的感应电动势为E,线框中的电流强度为I,c、d间的电压为Ucd,则 E=BLv 解得Ucd=4.5V (2)正方形线框匀速通过磁场区域的过程中,设受到的安培力为F,细线上的张力为T,则 F=BIL T=m2gsinθ m1g=T+F 正方形线框在进入磁场之前的运动过程中,根据能量守恒有 解得m­1=3.2kg,m­2=1.6kg (3)因为线框在磁场中运动的加速度与进入前的加速度相同,所以在通过磁场区域的过程中,线框和物体P的总机械能保持不变,故力F做功W等于整个线框中产生的焦耳热Q,即 W=Q 设线框cd边产生的焦耳热为Qcd, 根据Q =I2Rt有 解得Qcd=0.0575 J 考点:能量守恒,感应电动势的计算,安培力与力的平衡。    
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考点分析:
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下图是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中,矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO’轴转动,线圈在转动中保持和外电路电阻R形成闭合电路。已知ab长度为L1,bc长度为L2,线圈电阻为r,线圈以恒定角速度ω逆时针转动。(只考虑单匝线圈,不计其他电阻)

求:(1)线圈转动过程中产生的最大感应电动势Em

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(2)若线圈经过图示位置时开始计时,写出交变电流的瞬时值表达式;

(3)线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上通过的电荷量;

 

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发电机输出功率为100kW,输出电压是250v,升压变压器的原副线圈匝数比为1:20,输电线总电阻为10Ω,降压变压器原副线圈匝数比为20:1,求:

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(1)输电线上损失功率

(2)用户得到电压

 

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一块N型半导体薄片(电子导电)称霍尔元件,其横截面为矩形,体积为b×c×d,如图所示。已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e,将此元件放在匀强磁场中,磁场方向沿z轴方向,并通有沿x轴方向的电流I

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(1)此元件的C、C/  两个侧面中,                     面电势高。

(2)在磁感应强度一定时, CC/两个侧面的电势差与其中的电流关系是                         (填成正比或成反比)。

(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器。其测量方法为:将导体放在匀强磁场之中,用毫安表测量通以电流I,用毫伏表测量CC/间的电压U, 就可测得B。若已知其霍尔系数为:满分5 manfen5.com, 测得U =0.6mV,I=3mA。该元件所在处的磁感应强度B的大小是:                                                  

 

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现将电池组,滑动变阻器,带铁芯的线圈A、线圈B,电流计及开关如图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转.由此可以判断 (    )

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A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动都能引起电流计指针向左偏转

B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转

C.滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央

D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向

 

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一个闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中,设磁场方向向里为磁感应强度B的正方向,线圈中的箭头所指方向为电流I的正方向.线圈及线圈中感应电流I随时间变化的图线如图所示,则磁感应强度B随时间变化的图线可能是图中的:

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