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一个正方形线圈边长a=0.20m,共有n=100匝,其总电阻r=4.0。线圈与阻...

一个正方形线圈边长a=0.20m,共有n=100匝,其总电阻r=4.0。线圈与阻值R=16的外电阻连成闭合回路,如图甲所示。线圈所在区域存在着分布均匀但强弱随时间变化的磁场,磁场方向垂直线圈平面,其磁感应强度B的大不随时间作周期性变化的周期T=1.0×10-2s,如图15乙所示,图象中、……。求:

(1)0—t1时间内,通过电阻R的电荷量;

(2)t=1.0s内电通过电阻R所产生的热量;

(3)线圈中产生感应电流的有效值。

 

(1)1.0×10-2C(2)48J(3) =1.7A 【解析】(1)0—t1时间内的感应电动势 通过电阻R的电流 所以在0—t1时间内通过R的电荷量q=I1t1=1.0×10-2C (2)在一个周期内,电流通过电阻R产生热量 在1.0s内电阻R产生的热量为Q= (3)设咸应电流的有效值为I,则一个周期内电流产生的热量 解得(或1.7A)
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考点分析:
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如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于倾角θ=30°的斜面上,导轨上、下端各接有阻值R=10Ω的电阻,导轨自身电阻忽略不计,导轨宽度L=2m,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.质量为m=0.1kg,电阻r=5Ω的金属棒ab在较高处由静止释放,金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好.当金属棒ab下滑高度h =3m时,速度恰好达到最大值v=2m/s.求:

(1)金属棒ab在以上运动过程中机械能的减少量.

(2)金属棒ab在以上运动过程中导轨下端电阻R中产生的热量.(g=10m/s2

 

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如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距l=1m,两轨道之间用R=2Ω的电阻连接,一质量m=0.5kg的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,杆及轨道的电阻均可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图(乙)所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了s′=2m停下,求:

(1)导体杆运动过程中的最大速度;

(2)拉力F作用过程中,电阻R上产生的焦耳热。

 

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如图所示,efgh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动.试解答以下问题.

1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度v1是多少?

2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒达到的稳定速度v2是多少?

3)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J,则该过程所需的时间是多少?

 

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如图所示,一根电阻为R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈,圆半径r=1m,圆形线圈质量m=1kg,此线圈放在绝缘光滑的水平面上,在y轴右侧有垂直于线圈平面B=0.5T的匀强磁场。若线圈以初动能E0=5J沿x轴方向滑进磁场,当进入磁场0.5m时,线圈中产生的电能为Ee=3J。求:

(1)此时线圈的运动速度

(2)此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压

(3)此时线圈加速度大小

 

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如图所示,足够长的两光滑导轨水平放置,两条导轨相距为d,左端MN用阻值不计的导线相连,金属棒ab可在导轨上滑动,导轨单位长度的电阻为r0,金属棒ab的电阻不计.整个装置处于竖直向下的均匀磁场中,磁场的磁感应强度随时间均匀增加,B=kt,其中k为常数.金属棒ab在水平外力的作用下,以速度v沿导轨向右做匀速运动,t=0时,金属棒ab与MN相距非常近.求:

(1)当t=to时,水平外力的大小F.

(2)同学们在求t=to时刻闭合回路消耗的功率时,有两种不同的求法:

方法一:t=to时刻闭合回路消耗的功率P=F•v.

方法二:由Bld=F,得I=  (其中R为回路总电阻)

这两种方法哪一种正确?请你做出判断,并简述理由.

 

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