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如图,等边三角形OPQ区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场.用粗细均匀的导线绕制的等...

如图,等边三角形OPQ区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场.用粗细均匀的导线绕制的等边三角形导线框abc位于纸面内,其bc边与磁场边界PQ平行,de分别为abac的中点.导线框沿垂直于bc的方向向上匀速穿过磁场区域,依次经过图中I、Ⅱ、Ⅲ位置.已知三角形OPQ的边长是三角形abc倍,I位置时a点与O点重合,Ⅱ位置时d点、e点分别在OPOQ上,Ⅲ位置时d点、e点在PQ上.则

A.经过Ⅱ位置和Ⅲ位置时,线框中的感应电流方向相同

B.经过Ⅱ位置和Ⅲ位置时,线框中的感应电流大小相等

C.经过Ⅱ位置和Ⅲ位置时,线框上de两点间的电压之比为2:1

D.从Ⅰ位置到Ⅱ位置和从Ⅱ位置到Ⅲ位置的两个过程中,穿过线框横截面的电荷量之比为2:1

 

BCD 【解析】 线圈经过Ⅱ位置时磁通量增加,经过Ⅲ位置时磁通量减小,则线框中的感应电流方向相反,选项A错误;经过Ⅱ位置和Ⅲ位置时,线圈切割磁感线的有效长度相同,均为de的长度,可知产生的感应电动势相同,即线框中的感应电流大小相等,选项B正确;若设线框的总电阻为R,则经过Ⅱ位置时等效电源的外电路电阻为 ;经过Ⅲ位置时等效电源的外电路电阻为,两位置的电流相等,根据U=IR可知,经过Ⅱ位置和Ⅲ位置时,线框上de两点间的电压之比为2:1,选项C正确;设线圈面积为S,则线圈在Ⅱ位置的磁通量,在Ⅲ位置的磁通量,根据可得,从Ⅰ位置到Ⅱ位置穿过线框横截面的电荷量,从Ⅱ位置到Ⅲ位置过程中穿过线框横截面的电荷量,即从Ⅰ位置到Ⅱ位置和从Ⅱ位置到Ⅲ位置的两个过程中,穿过线框横截面的电荷量之比为2:1,选项D正确.  
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考点分析:
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真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置.图1是某种动力系统的简化模型,图中粗实线表示固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨,电阻忽略不计,abcd是两根与导轨垂直,长度均为l,电阻均为R的金属棒,通过绝缘材料固定在列车底部,并与导轨良好接触,其间距也为l,列车的总质量为m.列车启动前,abcd处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,如图1所示,为使列车启动,需在MN间连接电动势为E的直流电源,电源内阻及导线电阻忽略不计,列车启动后电源自动关闭.

(1)要使列车向右运行,启动时图1MN哪个接电源正极,并简要说明理由;

(2)求刚接通电源时列车加速度a的大小;

(3)列车减速时,需在前方设置如图2所示的一系列磁感应强度为B的匀强磁场区域,磁场宽度和相邻磁场间距均大于l.若某时刻列车的速度为,此时abcd均在无磁场区域,试讨论:要使列车停下来,前方至少需要多少块这样的有界磁场?

 

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如图所示,匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的面积S=0.3m2、电阻R=0.6Ω,磁场的磁感应强度B=0.2T.现同时向两侧拉动线圈,线圈的两边在Δt=0.5s时间内合到一起.求线圈在上述过程中

1)感应电动势的平均值E

2)感应电流的平均值I,并在图中标出电流方向;

3)通过导线横截面的电荷量q

 

 

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两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为、总电阻为的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是( 

A.磁感应强度的大小为 T

B.导线框运动速度的大小为

C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外

D.这段时间内,导线框所受的安培力大小为

 

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如图,在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框RRPQ的右侧.导线PQ中通有正弦交流电ii的变化如图所示,规定从QP为电流正方向.导线框R中的感应电动势  

A.时为零

B.时改变方向

C.时最大,且沿顺时针方向

D.时最大,且沿顺时针方向

 

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如图,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为θ,导轨电阻忽略不计.虚线abcd均与导轨垂直,在abcd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场.将两根相同的导体棒PQMN先后自导轨上同一位置由静止释放,两者始终与导轨垂直且接触良好.已知PQ进入磁场开始计时,到MN离开磁场区域为止,流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是

A. B. C. D.

 

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