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如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的左端接一只小灯泡,线圈所在空间内...

如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的左端接一只小灯泡,线圈所在空间内存在与线圈平面垂直且均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n100匝、总电阻r1.0 Ω、所围成矩形的面积S0.040 m2,小灯泡的电阻R9.0 Ω,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为enBmScos t,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期,不计灯丝电阻随温度的变化.求:

(1)线圈中产生感应电动势的最大值;

(2)小灯泡消耗的电功率;

(3)在磁感应强度变化的0时间内,通过小灯泡的电荷量.

 

(1)8.0V(2)2.88W(3)4.0×10-3C 【解析】 (1)由题图乙知,线圈中产生的交变电流的周期T=π×10-2 s,所以:Em=nBmS=8.0 V. (2)电流的最大值:, 有效值:A, 小灯泡消耗的电功率:P=I2R=2.88 W. (3)在0~时间内,电动势的平均值: 平均电流: 通过灯泡的电荷量:Q==4.0×10-3 C.  
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考点分析:
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某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为,磁场均沿半径方向. 匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =bc =ad=2. 线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bcad 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为r,外接电阻为R. :

(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;

(2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F;

(3)外接电阻上电流的有效值I.

 

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如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,边长L=10 cm的正方形线圈abcd100匝,线圈电阻r=1 Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=2π rad/s,外电路电阻R=4 Ω.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60°角时的瞬时感应电动势.

(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势.

(4)交变电压表的示数.

(5)线圈转动一周外力做的功.

 

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一个边长为6cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω,磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示,则:

10~3 s3 s~5 s线框中感应电动势的大小;

20~3 s3 s~5 s线框中感应电流的大小,并作出i-t图象;

3)它与多大的恒定电流热效应相当?

 

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如图所示,开关S与直流恒定电源接通时,L1、L2两灯泡的亮度相同,若将S与交变电流接通(  )

A.L1、L2两灯泡亮度仍相同

B.L1L2更亮些

C.L1L2更暗些

D.交变电源电压的有效值与直流电压相同,两灯与原来一样亮

 

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好多同学家里都有调光电灯和调速风扇,过去它们的功能是用变压器来实现的。缺点是成本高、体积大、效率低,且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速,现在的调光灯和调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的。图示为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压,即在正弦式交变电流的每个二分之一周期内,前部分周期被截去,调节台灯上旋钮可以控制截去的多少,从而改变电灯两端的电压,那么现在电灯两端的电压为( 

A. B.

C. D.Um

 

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