热门试卷

某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻r＝40Ω的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值40Ω，初始时滑片位于正中间20Ω的位置。打开传感器，将质量m＝0.01kg的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫高度差h＝0.25m。计算机屏幕上显示出如图的UI-t曲线。

（1）磁铁穿过螺线管过程中，螺线管产生的感应电动势最大值约为____________V；

（2）图像中UI出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是____________；

A．线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程

B．如果仅略减小h，两个峰值都会减小

C．如果仅略减小h，两个峰值可能会相等

D．如果仅移动滑片，增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大

（3）在磁铁下降h＝0.25m的过程中，可估算重力势能转化为电能的效率是____________。

一个直流电动机的内电阻r=2Ω，与R=8Ω的电阻串联接在线圈上，如图所示。已知线圈面积为/20m2，共100匝，线圈的电阻为2Ω，线圈在T的匀强磁场中绕OO1以转速n=600r/min匀速转动时，在合上开关S后电动机正常工作时，电压表的示数为100V，求：

(1)感应电动势的最大值。

(2)电动机正常工作时的输出功率。

如图所示，线框用裸导线组成，cd、ef两边竖直放置且相互平行，裸导体ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动，在螺线管内有图示方向磁场B1，若=10T/s均匀增加，而ab所在处为匀强磁场B2=2T，螺线管匝数n=4，螺线管横截面积S=0.1m2．导体棒ab质量m=0.02kg，长L=0.1m，整个电路总电阻R=5Ω，试求（g取10m/s2）：

（1）ab下落时的最大加速度．

（2）ab下落时能达到的最大速度．

如图线圈的面积1×102cm2，共100匝。处在B=0.5T的匀强磁场中，以r/s的转速匀速转动，已知线圈电阻为1Ω，外接电阻为9Ω，那么：

（1）K打开时电压表的读数是多少？

（2）K合上后电压表的读数是多少？

（3）K合上后以图示位置为计时零点，写出电流的表达式。         

（4）求线圈从中性面开始转过90°角的过程中，通过线圈导线截面的电量。      

（5）K合上后电阻R上消耗的功率是多少？

如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中可绕OO′轴转动，若线圈的两个边长分别是L1和L2，线圈匀速转动的角速度为ω，磁场的磁感应强度为B。试证明：在图示位置时，线圈中的感应电动势为：E=BSω。式中S=L1L2，为线圈面积。

如图所示，匀强磁场磁感应强度大小B = 0.50T，矩形线圈的匝数N = 100匝，边长Lab =0.20m，Lac=0.10m，线圈以300rad/s的角速度匀速转动。若线圈的总电阻r=1Ω，线圈外接电阻R=9Ω，则外接电阻R消耗的电功率为多少？

光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0；照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图所示．1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA．

（1）利用下表中的器材设计一个自动控制路灯的电路，在虚线框内画出电路图．

（2）如果励磁线圈的电阻为200Ω，励磁线圈允许加的最大电压为______V，保护电阻R2的阻值范围为______Ω．

1831年10月28日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机，它是人类历史上的第一台发电机，其原理如图所示，C、D分别是与转动轴和金属盘边缘相接触的细电刷。李大鹏同学在假期里尝试了法拉第的发明。他所用的金属盘直径为d，金属盘在动力带动下以转速n(单位：r/s)匀速转动。电路中接有两个完全相同的小灯泡，灯泡的电阻为R。当开关S断开时，电流表的示数为I1，当开关S闭合时，电流表的示数为I2。连接导线的电阻不计，电流表可视为理想电表。

(1)当金属盘沿顺时针方向转动时（沿磁场方向看），流经电流表中的电流方向是__________。（填“a→b”或“b→a”）

(2)请根据实验时测得的数据，写出计算匀强磁场磁感应强度的表达式__________。

(3)李大鹏同学多次实验得到的数据总是I1>原因是__________。

如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个面积为S的矩形线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动。

（1）穿过线框平面磁通量的变化率何时最大？最大值为多少？

（2）当线框由图示位置转过60°的过程中，平均感应电动势为多大？

（3）线框由图示位置转到60°时瞬时感应电动势为多大？