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磁场在xOy平面内的分布如图所示,其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平...

磁场在xOy平面内的分布如图所示,其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反,每个同向磁场区域的宽度均为L0,整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动。若在磁场所在区间内放置一由n匝线圈组成的矩形线框abcd,线框的bcLBabLLB略大于L0,总电阻为R,线框始终保持静止。求:

1)线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;

2)线框所受安培力的大小和方向。

 

(1)2nB0Lv ; (2) ,方向沿x轴正方向 【解析】 (1)线框相对于磁场向左做切割磁感线的匀速运动,切割磁感线的速度大小为v,任意时刻线框ab边切割磁感线产生的感应电动势大小为 E1=nB0Lv, cd边切割磁感线产生的感应电动势大小为 E2=nB0Lv, ab边和cd边所处的磁场方向总是相反的,故ab边和cd边中产生的感应电动势方向总是相同的,所以总的感应电动势大小 E=2nB0Lv, 由闭合电路欧姆定律得导线中的电流大小 (2)线框所受安培力的大小 , 由左手定则判断,线框所受安培力的方向始终沿x轴正方向。  
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如图所示,金属杆ab放在光滑的水平金属导轨上,与导轨组成闭合矩形电路,长l10.8 m,宽l20.5 m,回路总电阻R0.2 Ω,回路处在竖直方向的磁场中,金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M0.04 kg的木块,磁感应强度从B01 T开始随时间均匀增加,5 s末木块将离开水平面,不计一切摩擦,g10 m/s2,求回路中的电流大小.

 

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金属探测器已经广泛应用于安检场所,关于金属探测器的论述正确的是(   )

A.金属探测器可用于食品生产,防止细小的砂石颗粒混入食品中

B.金属探测器探测地雷时,探测器的线圈中产生涡流

C.金属探测器探测金属时,被测金属中感应出涡流

D.探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同

 

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铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置.能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面,如图甲所示(俯视图).当它经过安放在两铁轨间的线圈时,便会产生一电信号,被控制中心接收.当火车通过线圈时,若控制中心接收到的线圈两端的电压信号如图乙所示,则说明火车在做(  )

      图甲       图乙

A.匀速直线运动

B.匀加速直线运动

C.匀减速直线运动

D.加速度逐渐增大的变加速直线运动

 

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某探究性学习小组研制了一种发电装置如图所示,图乙为其俯视图。将8块外形相同的磁铁交错放置组合成一个高h =0.5 m、半径r =0.2m的圆柱体,其可绕固定轴OO´逆时针(俯视)转动,角速度= 100rad/s。设圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B =0.2T、方向都垂直于圆柱体侧表面,紧靠圆柱体外侧固定一根与其等高、电阻为R1 =0.5Ω的细金属杆ab,杆与OO´轴平行,图丙中阻值R =1.5Ω的电阻与理想电流表A串联后接在杆ab两端,下列说法正确的是(   

A.电流表A的示数约为1.41 A

B.ab产生感应电动势的最大值E 约为 2.83 V

C.电阻R消耗的电功率为2 W

D.在圆柱体转过一周的时间内,流过电流表A的总电荷量为零

 

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图为法拉第圆盘发电机的示意图,半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω逆时针(从上向下看)旋转,匀强磁场B竖直向上,两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触,电刷间接有阻值为R的定值电阻,忽略圆盘电阻与接触电阻,则( )

A.流过定值电阻的电流方向为ab

B.ba间的电势差为Bωr2

C.ω增大到原来的2倍,则流过定值电阻的电流增大到原来的2

D.ω增大到原来的2倍,则流过定值电阻的电流增大到原来的4

 

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