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在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿...

在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化设线圈总电阻为,则

A.时,线圈平面平行于磁感线 B.时,线圈中的电流改变方向

C.时,线圈中的感应电动势最大 D.一个周期内,线圈产生的热量为

 

AD 【解析】 A.根据图象可知,在t=0时穿过线圈平面的磁通量为零,所以线圈平面平行于磁感线,A正确; B.Φ-t图象的斜率为,即表示磁通量的变化率,在0.5s~1.5s之间,“斜率方向“不变,表示的感应电动势方向不变,则电流强度方向不变,B错误; C.所以在t=1.5s时,通过线圈的磁 量最大,线圈位于中性面,感应电动势为0,故C错误; D.感应电动势的最大值为,有效值,根据焦耳定律可得一个周期产生的热为,故D正确.  
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考点分析:
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如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为

A. B. C. D.

 

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一线圈在变化的磁场中转动,线圈产生的电动势随时间的变化规律如图所示,Em为已知,则线圈电动势的有效值为(  )

A.Em B.Em

C.Em D.Em

 

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图甲是交流发电机的模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动,由线圈引起的导线aedf分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接,金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图乙是线圈的主视图,导线abcd分别用它们的横截面来表示,已知ab长度为L1bc长度为L2,线圈以恒定角速度ω逆时针转动(只考虑单匝线圈).

(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式;

(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时,如图丙所示,试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式.

 

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图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极NS间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为交流电流表.线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示,以下判断正确的是

A.电流表的示数为10A

B.线圈转动的角速度为50πrad/s

C.0.01s时线圈平面与磁场方向平行

D.0.02s时电阻R中电流的方向自右向左

 

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如图所示, xoy平面内, 有一线状电子源沿x正方向发射速度均为v的电子,形成宽为2R、在y轴方向均匀分布且关于x轴对称的电子流.电子流沿+x方向射入一个半径为R、中心位于原点O的圆形匀强磁场区域, 磁场方向垂直xoy平面向里.在磁场区域的正下方d处,有一长为2d的金属板MN关于y轴对称放置,用于接收电子,电子质量为m,电量为e,不计电子重力及它们间的相互作用.

(1)若正对0点射入的电子恰好从P点射出磁场,求磁感应强度大小B

(2)在第(1)问的情况下,求电子从进入磁场到打在MN板上的时间t

(3)若所有电子都能从P点射出磁场,MN板能接收到的电子数占发射电子总数的比例是多大?

 

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