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如图所示,固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属...

如图所示,固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属棒MNPQ长度也为l、电阻均为R,两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为BPQ的质量为m,金属导轨足够长、电阻忽略不计。

1)请简要归纳出电磁感应电动势的两种方法。

2)若闭合S,若使PQ保持静止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;

3)若断开SPQ在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q,求该过程安培力做的功W

 

(1)当回路中的磁感应强度发生变化,导致磁通量变化;导体棒切割磁感线,导致回路磁通量变;(2),方向水平向右(3)﹣。 【解析】 (1)由感应电动势的产生条件:回路中的磁通量变化,所以当回路中的磁感应强度发生变化,导致磁通量变化;导体棒切割磁感线,导致回路磁通量变; (2)设线圈中产生的感应电动势为E,根据法拉第电磁感应定律可得,则 设PQ与MN并联的电阻为,有 闭合S后,设线圈中的电流为I,根据闭合电路的欧姆定律可得: 设PQ中的电流为IPQ,则 设PQ受到的安培力为F安,有 保持PQ静止,根据平衡条件可得 联立解得 方向水平向右 (2)设PQ由静止开始到速度大小为v的过程中,PQ运动的位移为x,所用的时间为△t,回路中磁通量的变化为△Φ,平均感应电动势为 其中,PQ中的平均电流为 据电流强度的定义式可得 根据动能定理可得 联立解得  
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如图所示,匀强磁场的磁感应强度B0.5T,边长L10cm的正方形线圈abcd100匝,线圈电阻r,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动,每分钟转3000转,外电路电阻R,求:

1)转动过程中感应电动势的最大值;

2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过角时的瞬时感应电动势;

3)由图示位置转过角的过程中通过R的电荷量q

4)交流电压表的示数;

5)请说出几种使用交流电有效值的情况(至少说出四种)

 

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如图所示,理想变压器的原.副线圈匝数之比为n1n241,原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等.ab端加一交流电压后,两电阻消耗的电功率之比PAPB____;两电阻两端的电压之比UAUB__

 

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如图所示的电路,L1L2是两个相同的小电珠,L是一个自感系数相当大的线圈,其电阻与R相同,由于存在自感现象,在电键S刚接通时,__灯最亮;S断开时,__灯先熄灭.

 

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普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为Iabcd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作,则ab__(选填MNPQ),Iab__Icd.(选填“>”或“<”)

 

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回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是( 

A.带电粒子在磁场中运动的周期和交变电流的周期相等

B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

C.只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值

D.不改变磁场的磁感应强度和交变电流的频率,该回旋加速器也能用于加速α粒子

 

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