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在图甲中,直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场,第1象限内的磁感应强度大小为...

在图甲中,直角坐标系0xy13象限内有匀强磁场,第1象限内的磁感应强度大小为2B,第3象限内的磁感应强度大小为B,磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为L,圆心角为90°的扇形导线框OPQ以角速度ωO点在纸面内沿逆时针匀速转动,导线框回路电阻为R.

(1)求导线框中感应电流最大值.

(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t=0)

(3)求线框匀速转动一周产生的热量.

 

(1) (2) (3) 【解析】 (1)线框从图甲位置开始(t=0)转过90°的过程中,产生的感应电动势为: 由闭合电路欧姆定律得,回路电流为: 联立以上各式解得: 同理可求得线框进出第3象限的过程中,回路电流为: 故感应电流最大值为: (2)I-t图象为: (3)线框转一周产生的热量: 又 解得:  
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如下图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100匝,总电阻r=1.0Ω,所围成矩形的面积S=0.040 m2,小灯泡的电阻R=9.0 Ω,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期,不计灯丝电阻随温度的变化,求:

(1)线圈中产生感应电动势的最大值;

(2)小灯泡消耗的电功率;

(3)在磁感应强度变化的时间内,通过小灯泡的电荷量。

 

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如图所示,有一倾斜光滑平行金属导轨,导轨平面与水平面的夹角θ30°,导轨间距L0.5m,电阻不计,在两导轨间接有R的电阻. 在导轨中间加一垂直轨道平面向上的宽度为d0.4m的匀强磁场,B2T.一质量为m0.08kg,电阻为r的导体棒从距磁场上边缘d0.4m处由静止释放,运动过程中始终与导轨保持垂直且接触良好,取g10m/s2.求:

(1) 导体棒进入磁场上边缘的速度v

(2) 导体棒通过磁场区域的过程中,通过导体棒的电量q

(3) 导体棒通过磁场区域的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q.

 

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如图所示,一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输送给用户,已知发电机的输出功率为500kW,输出电压为500V,升压变压器B1原、副线圈的匝数比为1:10,两变压器间输电导线的总电阻为2Ω.降压变压器B2的输出电压为220V,不计变压器的损耗.:

(1)输电导线上损失的功率;

(2)降压变压器B2的原、副线圈的匝数比.

 

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某交流发电机正常工作时,电动势E=Emsinωt,当磁感应强度增大到原来的2倍,转速变为原来的1/3,其它条件不变时,感应电动势的表达式为       

 

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    如图所示,变压器的原线圈及两个副线圈的匝数比为n1n2n3=421,所连接的三个灯消耗的电功率相同.则通过每个灯的电流之比I1I2I3=_______________,每个灯的电阻之比为R1R2R3=_________________ .

 

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