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将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN,其中OM=R,圆弧MN的圆心...

将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN,其中OM=R,圆弧MN的圆心为O点,将导线框的O点置于如图所示的直角坐标系的原点,其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B,第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B。从t=0时刻开始让导线框以O点为圆心,以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动,假定沿ONM方向的电流为正,则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是(   )

 

A.

B.

C.

D.

 

B 【解析】 在0~t0时间内,线框从图示位置开始(t=0)转过90°的过程中,产生的感应电动势为E1= Bω•R2,由闭合电路欧姆定律得,回路中的电流为,根据楞次定律判断可知,线框中感应电流方向为逆时针方向(沿ONM方向).在t0~2t0时间内,线框进入第三象限的过程中,回路中的电流方向为顺时针方向(沿OMN方向).回路中产生的感应电动势为E2=Bω•R2+•2Bω•R2=BωR2=3E1;感应电流为I2=3I1.在2t0~3t0时间内,线框进入第四象限的过程中,回路中的电流方向为逆时针方向(沿ONM方向),回路中产生的感应电动势为E3=Bω•R2+•2Bω•R2=Bω•R2=3E1;感应电流为I3=3I1.在3t0~4t0时间内,线框出第四象限的过程中,回路中的电流方向为顺时针方向(沿OMN方向),回路中产生的感应电动势为E4=Bω•R2,回路电流为I4=I1,故B正确,ACD错误.故选B.
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如图所示,半径为2L的小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心,在小圆区域内存在垂直于纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场,在小圆与导轨之间的环形区域内存在垂直于纸面向外的磁感应强度大小为2B的匀强磁场。现将一长度为3L的导体棒置于磁场中,让其一端O点与圆心重合,另一端与圆形导轨良好接触。在O点与导轨间接入一阻值为r的电阻,导体棒以角速度ω沿导轨逆时针做匀速圆周运动,其他电阻不计。下列说法正确的是(  

A.导体棒O点的电势比A点的电势低

B.在导体棒的内部电流由A点至O

C.在导体棒旋转一周的时间内,通过电阻r的电荷量为

D.在导体棒旋转一周的时间内,电阻r产生的焦耳热为

 

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近年来,手机无线充电功能的广泛应用为人们提供了很大便利.如图甲为充电原理示意图.充电板接交流电源,对充电板供电,充电板内的励磁线圈可产生交变磁场,从而使手机内的感应线圈产生感应电流.当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时(电流由a流入时方向为正),下列说法正确的是(  )

A.感应线圈中产生的是恒定电流

B.感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反

C.t3时刻,感应线圈中电流的瞬时值为0

D.t1t3时间内,c点电势高于d点电势

 

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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

 

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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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