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题型:简答题
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简答题

本题为选做题,考生只选择一题作答.

如图所示,条形磁铁位于线圈的轴线上,下列过程中,能使线圈中产生最大感应电动势的是

A.条形磁铁沿轴线缓慢插入线圈

B.条形磁铁沿轴线迅速插入线圈

C.条形磁铁在线圈中保持相对静止

D.条形磁铁沿轴线从线圈中缓慢拔出

23-2(本题供使用选修3-1教材的考生作答.请先用2B铅笔将答题卡上选择题“填涂说明”中的[2]涂黑,再答题.)

如图所示,在场强为E的匀强电场中,a、b两点间的距离为L,ab连线与电场方向的夹角为θ,则a、b两点间的电势差为

A.ELsinθ

B.ELcosθ

C.EL

D.

正确答案

(1)要使产生的电动势最大,由法拉第电磁感应定律可知,应使回路中的磁通量变化最快,故应将磁铁迅速插入线圈,故B正确,ACD错误;

(2)场强为E,则电动势U=Ed=ELcosθ;故B正确;

故答案为:(1)B;(2)B.

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题型:简答题
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简答题

有一个1000匝的线圈,在0.4秒内通过它的磁通量从0.02wb增加到0.09wb,求线圈中的感应电动势?如果线圈的电阻式10Ω,把一个电阻990Ω的电热器连接在它的两端,通过电热器的电流时多大?

正确答案

已知n=1000,△t=0.4s,△Φ=0.09Wb-0.02Wb=0.07Wb,则根据法拉第电磁感应定律得

感应电动势E=n=1000×V=175V

由闭合电路欧姆定律得,

通过电热器的电流I==A=0.175A

答:线圈中的感应电动势为175V.

通过电热器的电流为0.175A.

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题型:填空题
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填空题

在B=0.5T的匀强磁场中,有一个匝数为n=100匝的矩形线圈abcd,边长Lab=0.1m,Lbc=0.2m。线圈绕ab轴以角速度ω=314rad/s由图示位置逆时针转动,线圈中产生感应电动势的最大值为________伏。线圈转过30°时感应电动势的瞬时值为________伏。线圈转过1/4周的过程中的平均感应电动势为________伏。

正确答案

314,,200

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题型:简答题
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简答题

如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0=1T.将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,cd距离NQ为s=2m.试解答以下问题:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大?

(2)金属棒达到的稳定速度是多大?

(3)当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是多少?

(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)?

正确答案

(1)达到稳定速度时,有

F=B0IL

mgsinθ=F+μmgcosθ 

I==0.2 A  

(2)E=B0Lv

  I=

v==2m/s 

(3)根据能量守恒得,重力势能减小转化为动能、摩擦产生的内能和回路中产生的焦耳热.

E=mgsin37°s-μmgcos37°s-mv2=0.1J

(4)当回路中的总磁通量不变时,金属棒中不产生感应电流.此时金属棒将沿导轨做匀加速运动.

mgsinθ-μmgcosθ=ma

a=gsinθ-μgcosθ=2m/s2B0Ls=BL(s+vt+at2

B== T.

答:(1)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流是0.2 A;

(2)金属棒达到的稳定速度是2m/s;

(3)当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是0.1J;

(4)磁感应强度B随时间t变化关系式为:B= T.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,abcd是交流发电机的矩形线圈,ab=20cm,bc=10cm,共50匝,它在B=1.0T的匀强磁场中绕中心OO'顺时针方向匀速转动,转速为300r/min,线圈的总电阻为r=1Ω,外电阻为R=4Ω,试求:

(1)线圈从图示位置转过转的过程中,电阻R上产生的热量和通过导线截面的电量;

(2)电流表和电压表的读数。

正确答案

(1 )    

(2)

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