如圖甲所示，長(zhǎng)、寬分別為、的矩形金屬線(xiàn)框位于豎直平面內(nèi)．其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。線(xiàn)框的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集流環(huán)）焊接在一起，并通過(guò)電刷和定值電阻R相連。線(xiàn)框所在空間有水平向右均勻分布的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中、和均為已知。 在的時(shí)間內(nèi)，線(xiàn)框保持靜止，且線(xiàn)框平面和磁場(chǎng)垂直：時(shí)刻后線(xiàn)框在外力的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。求：

(1)時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R的電流的大��；
(2)線(xiàn)框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中電流通過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量Q；
(3)線(xiàn)框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q。

（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）0-t1時(shí)間內(nèi)，線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過(guò)電阻R的電流為=。
(2)線(xiàn)框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值
感應(yīng)電流的有效值
轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間
在一個(gè)周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為
（3）線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)900時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)為
平均電流為
流過(guò)電阻R的電量為。
考點(diǎn)：此題考查法拉第電磁感應(yīng)定律及交流電的最大值有效值及平均值的問(wèn)題。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（20分）其同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電測(cè)速裝置，工作原理如圖所示。一個(gè)半徑為R=0.1m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長(zhǎng)為R的金屬棒OA，A端與導(dǎo)軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸的左端有一個(gè)半徑為r=R/3的圓盤(pán)，圓盤(pán)和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤(pán)上繞有不可伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)，下端掛著一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的鋁塊。在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。a點(diǎn)與導(dǎo)軌相連，b點(diǎn)通過(guò)電刷與O端相連。測(cè)量a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放，下落h=0.3m時(shí)，測(cè)得U=0.15V。（細(xì)線(xiàn)與圓盤(pán)間沒(méi)有滑動(dòng)國(guó)，金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線(xiàn)及電刷的電阻均不計(jì)，重力加速度g=10m/s2）

（1）測(cè)U時(shí)，a點(diǎn)相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”？
（2）求此時(shí)鋁塊的速度大�。�
（3）求此下落過(guò)程中鋁塊機(jī)械能的損失。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，M′MNN′為放置在粗糙絕緣水平面上的U型金屬框架，MM′和NN′相互平行且足夠長(zhǎng)，間距l(xiāng)=0.40m，質(zhì)量M=0.20kg。質(zhì)量m=0.10kg的導(dǎo)體棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上，導(dǎo)體棒與框架的摩擦忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于豎直向下的勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T。t=0時(shí)，垂直于導(dǎo)體棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N，導(dǎo)體棒ab從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；當(dāng)t=t1時(shí)，金屬框架將要開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)體棒的速度v1=6.0m/s；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，當(dāng)t=t2時(shí)，導(dǎo)體棒ab的速度v2=12.0m/s；金屬框架的速度v3=0.5m/s。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒ab始終與MM′和NN′垂直且接觸良好。已知導(dǎo)體棒ab的電阻r=0.30Ω，框架MN部分的阻值R=0.10Ω，其余電阻不計(jì)。設(shè)框架與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2。求：

（1）求動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（2）當(dāng)t=t2時(shí)，求金屬框架的加速度；
（3）若在0~t1這段時(shí)間內(nèi)，MN上產(chǎn)生的熱量 Q=0.10J，求該過(guò)程中導(dǎo)體棒ab位移x的 大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如下圖1所示，水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的第一象限有磁場(chǎng)分布，方向垂直于水平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y軸方向沒(méi)有變化，與橫坐標(biāo)x的關(guān)系如下圖2所示，圖線(xiàn)是雙曲線(xiàn)（坐標(biāo)軸是漸進(jìn)線(xiàn)）；頂角θ=45°的光滑金屬長(zhǎng)導(dǎo)軌 MON固定在水平面內(nèi)，ON與x軸重合，一根與ON垂直的長(zhǎng)導(dǎo)體棒在水平向右的外力作用下沿導(dǎo)軌MON向右滑動(dòng)，導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。已知t=0時(shí)，導(dǎo)體棒位于頂角O處；導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m=2kg；OM、ON接觸處O點(diǎn)的接觸電阻為R=0.5Ω，其余電阻不計(jì)；回路電動(dòng)勢(shì)E與時(shí)間t的關(guān)系如圖3所示，圖線(xiàn)是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)。求：

（1）t=2s時(shí)流過(guò)導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I2的大�。�
（2）1～2s時(shí)間內(nèi)回路中流過(guò)的電量q的大�。�
（3）導(dǎo)體棒滑動(dòng)過(guò)程中水平外力F（單位：N）與橫坐標(biāo)x（單位：m）的關(guān)系式。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如下圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d＝0.5m，電阻不計(jì)，左端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與阻值R＝2Ω的電阻連接，右端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與阻值RL＝4Ω的小燈泡L連接．在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，CE長(zhǎng)L＝2m，有一阻值r＝2Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場(chǎng)邊界CD處．CDFE區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律如下圖乙所示．在t＝0到t＝4s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止；在t＝4s時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng)．已知從t＝0開(kāi)始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界EF處的整個(gè)過(guò)程中，小燈泡的亮度沒(méi)有發(fā)生變化，試求：

⑴通過(guò)小燈泡的電流；
⑵金屬棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，兩光滑平行導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)=2m，左端連接一阻值為R=40Ω的電阻；把該裝置垂直于磁場(chǎng)、放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。在導(dǎo)軌上放一電阻為r=10Ω的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好;若在一拉力F的作用下，導(dǎo)體棒以v=10m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，

求：（1）導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？
（2）電路中的感應(yīng)電流多大？電路中電流的方向如何（順時(shí)針或逆時(shí)針）？
（3）拉力F的值為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行光滑導(dǎo)軌PQ、MN，其電阻不計(jì)，間距d=0．5m，P、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝0．2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩金屬棒L1、L2平行地?cái)R在導(dǎo)軌上，其電阻均為r＝0.1Ω，質(zhì)量分別為M1=0．3kg和M2＝0．5kg。固定棒L1，使L2在水平恒力F=0．8N的作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。試求：

(1) 當(dāng)電壓表讀數(shù)為U=0．2V時(shí)，棒L2的加速度為多大；
(2)棒L2能達(dá)到的最大速度vm.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，左右兩邊分別有兩根平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)，左導(dǎo)軌與水平面夾30°角，右導(dǎo)軌與水平面夾60°角，左右導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線(xiàn)連接。導(dǎo)軌空間內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左邊的導(dǎo)軌處在方向沿左導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場(chǎng)中。右邊的導(dǎo)軌處在垂直于右導(dǎo)軌斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的磁場(chǎng)中。質(zhì)量均為m的導(dǎo)桿ab和cd垂直導(dǎo)軌分別放于左右兩側(cè)導(dǎo)軌上，已知兩導(dǎo)桿與兩側(cè)導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=，回路電阻恒為R，若同時(shí)無(wú)初速釋放兩導(dǎo)桿，發(fā)現(xiàn)cd沿右導(dǎo)軌下滑距離時(shí)，ab桿才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。（認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）。

（1）試求ab桿剛要開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)cd棒的速度
（2）以上過(guò)程中，回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱？
（3）cd棒的最終速度為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如圖所示，理想變壓器原線(xiàn)圈的匝數(shù)n1=1000匝，副線(xiàn)圈的匝數(shù)n2=200匝．原線(xiàn)圈兩端所加的電壓U1="220" V時(shí)，副線(xiàn)圈兩端的電壓U2為(        )

A．1100 V B．44 V C．440 V D．22 V

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同步練習(xí)冊(cè)答案