(18分)如圖甲所示,靜止在粗糙水平面上的正三角形金屬線框,匝數(shù)N=10、總電阻R = 2.5Ω、邊長L = 0.3m,處在兩個半徑均為r =的圓形勻強磁場區(qū)域中,線框頂點與右側(cè)圓形中心重合,線框底邊中點與左側(cè)圓形中心重合.磁感應(yīng)強度B1垂直水平面向外,大小不變、B2垂直水平面向里,大小隨時間變化,B1、B2的值如圖乙所示.線框與水平面間的最大靜摩擦力f =" 0.6N" ,(取),求:
(1)t = 0時刻穿過線框的磁通量;
(2)線框滑動前的電流強度及電功率;
(3)經(jīng)過多長時間線框開始滑動及在此過程中產(chǎn)生的熱量.

(1)0.005Wb (2)0.025W  (3)0.01J

解析試題分析:(1)設(shè)磁場向下穿過線框磁通量為正,由磁通量的定義得t=0時
----------------------3分(2+1)
(沒有規(guī)定磁通量正負、結(jié)果為正或負不扣分,考慮到磁通量相減,表達式中多了N可得1分)
(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律
-------------------------3分(2+1)
-----------------------------------------------2分(1+1)
------------------------------------------2分(1+1)
(3)右側(cè)線框每條邊受到的安培力
----------------------------1分
因兩個力互成1200,兩條邊的合力大小仍為F1,----------1分(用等效長度計算也給這兩步分)
左側(cè)線框受力---------------------------------------1分
線框受到的安培力的合力------------------------1分
當(dāng)安培力的合力等于最大靜摩擦力時線框就要開始滑動------1分

解得----------------------------------------1分
----------------------------------2分(1+1)
說明:計算過程中若沒有考慮匝數(shù)N,公式應(yīng)用正確,最多扣2分.
考點:本題考查電磁感應(yīng)定律,能量守恒

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:單選題

現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)如下圖連接。在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動變阻器的滑動端P向左滑動時,電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。以下操作也可以使電流計指針向右偏轉(zhuǎn)的是

A. 斷開開關(guān)的瞬間
B. 閉合開關(guān)的瞬間
C. 在開關(guān)閉合的情況下,向上移動線圈A的過程中
D. 在開關(guān)閉合的情況下,滑動變阻器的滑動端P向右滑動的過程中

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

在圖(1)中,G為指針在中央的靈敏電流表連接在直流電路中時的偏轉(zhuǎn)情況.現(xiàn)把它與一個線圈串聯(lián)進行電磁感應(yīng)實驗,則圖(2)中的條形磁鐵正在________(填“向上拔出”或“向下插入”)線圈中.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖甲所示,光滑絕緣水平面上,磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場以虛線MN為左邊界,MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg,bc邊長L1=0.2m,電阻R=2Ω的矩形線圈abcd,t=0時,用一恒定拉力F拉線圈,使其由靜止開始向右做勻加速運動,經(jīng)過時間1 s,線圈的bc邊到達磁場邊界MN,此時立即將拉力F改為變力,又經(jīng)過1s,線圈恰好完全進入磁場.整個運動過程中,線圈中感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖象如圖乙所示.

(1)求線圈bc邊剛進入磁場時的速度v1和線圈在第ls內(nèi)運動的距離x;
(2)寫出第2s內(nèi)變力F隨時間t變化的關(guān)系式;
(3)求出線圈ab邊的長度L2.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖甲所示是某人設(shè)計的一種振動發(fā)電裝置,它的結(jié)構(gòu)是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r=0.1 m、匝數(shù)n=20的線圈,磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)。在線圈所在位置磁感應(yīng)強度B的大小均為0.2 T,線圈的電阻為2 Ω,它的引出線接有8 Ω的小電珠L(可以認為電阻為定值)。外力推動線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復(fù)運動,便有電流通過電珠。當(dāng)線圈向右的位移x隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(x取向右為正),求:

(1)線圈運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的大小,并在圖丁中畫出感應(yīng)電流隨時間變化的圖像(在圖甲中取電流由C向上流過電珠L到D為正);
(2)每一次推動線圈運動過程中作用力F的大;
(3)該發(fā)電機的輸出功率P(摩擦等損耗不計);

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,足夠長的金屬直導(dǎo)軌MN和PQ與阻值為R的電阻相連,平行地固定在水平桌面上,導(dǎo)軌間存在一垂直于紙面向里的勻強磁場,導(dǎo)軌的電阻不計。金屬直桿ab垂直于導(dǎo)軌MN和PQ放置,其質(zhì)量為m,電阻為r,金屬直桿ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為。現(xiàn)用水平恒力F向右拉桿ab,使之由圖中位置從靜止開始水平向右運動,桿ab在運動過程中始終與兩條直導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸。經(jīng)時間t后,ab桿開始做勻速直線運動,此時理想電壓表的示數(shù)為U(己知重力加速度為g),求:

(1)ab桿勻速運動時的速度vm;
(2) ab桿在加速過程中,通過R的電量q及ab桿在加速過程中的位移大小x。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,相距為L,一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連,勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為m.有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導(dǎo)體棒進入磁場后,流經(jīng)電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I。整個運動過程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,且始終保持水平,不計導(dǎo)軌的電阻。求:

(1)磁感應(yīng)強度的大小B;
(2)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒運動速度的大小
(3)流經(jīng)電流表電流的最大值。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(8分)面積S = 0.2m2、n = 100匝的圓形線圈,處在如圖所示的磁場內(nèi),磁感應(yīng)強度隨時間t變化的規(guī)律是B = 0.02t,R = 3Ω,C = 30μF,線圈電阻r = 1Ω,求:

(1)通過R的電流大小和方向 
(2)電容器的電荷量。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)如圖所示,在勻強磁場中有一個“n”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動,已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度B= T(磁場無限大),線框的CD邊長為l1=20 cm,CE、DF邊長均為l2=10 cm,線圈電阻r=1 Ω,轉(zhuǎn)速為50 r/s. 外電路電阻R=4 Ω,若從圖示位置開始計時,

(1)轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值;
(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過60°角時的瞬時感應(yīng)電動勢;
(3)交流電壓表的示數(shù);
(4)周期內(nèi)通過R的電荷量為多少?

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