热门试卷

解：

（1）设0至t0时间内回路中的感应电动势为E，感应电流为I，由法拉第电磁感应定律：

   ①

又        ②

根据欧姆定律，有：   ③

联立①②③得：    ④

根据楞次定律判断，金属丝上的电流方向为由a经金属丝到b．⑤

（2）由焦耳定律及④，金属丝上产生的热量为：

  ⑥

（3）设发射出的光子数为n，根据爱因斯坦的光子说，这些光子的能量为：

E=nhυ    ⑦

依题意：Q=E    ⑧

联立⑥⑦⑧可得：  ⑨

答：（1）通过金属丝的感应电流大小和方向为由a经金属丝到b．

（2）金属丝中感应电流产生的焦耳热量．

（3）金属丝辐射出的光子数．

解：（1）根据法拉第电磁感应定律得感应电动势为：

E=n=n=100×200×50×10-4 V=100V．

根据闭合电路欧姆定律得电流为：

I==A=0.1A；

（2）根据楞次定律，向下的磁感应强度均匀减小，则感应电流方向：从上向下通过R，

答：（1）通过电阻R的电流为0.1A，

（2）通过电阻R的电流方向从上向下流经R．

解：（1）根据法拉第电磁感应定律，则有：E=；

而有效面积为：S=；

解得：E==0.05V；

（2）将要滑动时，则有：BIL=μmg；

由乙图可知，B=（0.2+0.4t）T，

根据闭合电路欧姆定律，则：I=；

代入数据解得：t=12s；

答：（1）线框静止时产生的感应电动势的大小0.05V；

（2）从t=0时刻开始经12s时间线框将发生运动．

解：（1）由法拉第电磁感应定律知：=n；

解得：E=100×0.2×0.02V=0.4V；

则=A=0.04A；

由楞次定律知电流由下到上通过R2；

（2）S闭合后，R2两端的电压为：U2=I·R2=0.04×6V=0.24V

电容器C上的电荷量为：Q=C·U2=30×10-6C=×0.24=7.2×10-6C

答：（1）闭合S后，通过R2的电流的大小0.04A和方向由下到上通过R2；

（2）闭合S后一段时间又断开，问S断开后通过R2的电荷量是7.2×10-6C．

解：（1）以金属杆ab为研究对象，根据平衡条件mgsinθ-B0IL=0

得：I=

通过ab杆电流方向为由b到a

（2）根据法拉第电磁感应定律E=N=NS

根据欧姆定律I=

得=

（3）根据法拉第电磁感应定律E1=NS=NSk

ab杆切割磁感线产生的电动势 E2=B0Lv 

总电动势     E总=E1+E2

感应电流I′=

根据牛顿第二定律mgsinθ-F=ma

安培力        F=B0I′L           

所以a=gsinθ-；

金属杆向下速度最大时，匀速运动，如图所示：

根据平衡条件，mgsinθ-F2=0

安培力F2=B0I2L

感应电流I2=

而E总=E2+E1；

则杆切割电动势E2=B0LV

联立上式，解得：杆下滑时最大速度V=；

答：（1）电流的大小，方向由b到a；

（2）磁感应强度B的变化率；

（3）杆的加速度安培力a=gsinθ-；最大速度．

解：（1）由法拉第电磁感应定律得：E==ks=×1.5×1.5=4.5V；

由闭合电路欧姆定律得线框中的电流I===2A；

t=0.5s时正方形金属线框的ab边受到的安培力F=BIL=1.5×2×1.5=4.5N；

电阻R的电流：

IR=2-0.5=1.5A；

R的功率P=IR2R=1.52×2=4.5W．

（2）由题意得电机的电功率是：P1=UI=3×0.5=1.5W

热功率是：P2=I2r2=0.52×2=0.5W．

输出功率是：P2=P1-P2=1.5-0.5=1W．

答：（1）t=0.5s时正方形金属线框的ab边受到的安培力为4.5N；电阻R的电功率为4.5W；

（2）玩具电动机的输出功率为1W．

解：对金属工件，根据法拉第电磁感应定律

  e==S  

由题意，=1000πsinωt（T/s）

又 S=πr2   

代入数据得  e=π×0.12×1000πsinωt=100sinωt（V）  

故知感应电动势的有效值    E=100（V） 

工件非焊接部分的电阻 R=R0•2πr 

对金属工件，根据欧姆定律I=

焊接处产生的热功率  P=I2（99R） 

代入数据得 P=4.95×104（W） 

答：焊接过程中焊接处产生的热功率是4.95×104W．

解：（1）由法拉第电磁感应定律可知：

在t=0到t=时间内，环中的感应电动势为：E1=

根据闭合电路欧姆定律，在t=0到t=时间内，环中的感应电流大小为：I1==，

由楞次定律可以判断出电流方向为正方向；

在t=到t=时间内，磁通量保持不变，没有感应电流；

在t=到t=时间内，感应电流跟t=0到t=时间内大小相同，方向相反；

在t=到t=T时间内，没有感应电流．

故可画出i-t图如下：

（2）设该交流的有效值为I，则根据有效值定义并结合i-t图，有：

I2RT=（）2 RT                               

故     I=2；                                 

答：（1）0～T时间内感应电流随时间变化的i-t图象如上图所示；

（2）该感应电流的有效值大小2．

解：（1）由图得到：磁通量的变化率为：= Wb/s=0.5Wb/s，

根据法拉第电磁感应定律得：

E=n=50V，

则电压表读数为50V．

（2）由楞次定律判定，感应电流方向为逆时针方向，线圈等效于电源，而电源中电流由低电势流向高电势，故A端的电势高于B端电势（比B端高），A端应该与电压表的“+”的接线柱连接．

（3）根据闭合电路欧姆定律，则有：==1A；

得：U=IR=1×40=40V；

答：（1）按图乙所示规律，电压表的读数应该是50V；

（2）A端应该与电压表标+号的接线柱连接．

（3）则A、B两端的电压为40V．

解：根据法拉第电磁感应定律：E=nS=1500××20×10-4=1.2V；

根据全电路欧姆定律，有：I===0.12A

根据楞次定律可知，螺线管下极带正电，则电流稳定后电容器下极板带正电；

S断开后，流经R2的电量即为S闭合时C板上所带的电量Q

电容器两端的电压：U=IR2=0.12×5=0.6V

故答案为：0.6，正．

解：（1）线框中产生的感应电动势为E1，感应电流为I1，根据法拉第电磁感应定律得：

E1==

I1=

代入数据得E1=0.40V，I1=0.40A 

（2）在t=3.0×10-2s时，受到的安培力  F1=B1I1L

代入数据得F1=1.6×10-2N

设此时线框受到的摩擦力大小为Ff，对线框受力分析：线框受重力、支持力、沿斜面向下的安培力、沿斜面向上的摩擦力．将重力分解，根据平衡状态的条件，在沿斜面方向上得：

mgsinα+F1-Ff=0  

代入数据得 Ff=4.6×10-2N，摩擦力方向沿斜面向上．

（3）在0～1.0×10-2s时间内线框中产生的感应电动势

E1==

代入数据得 E2=0.80V  

设磁场变化周期为T，线框中的电功率为P，则

•+•=PT   （其中1.0×10-2s～2.0×10-2s时间内磁感应强度B不变，线框中也就无感应电流）

代入数据得   P=0.24W  

答：（1）在2.0×10-2s～4.0×10-2s时间内线框中产生感应电流的大小为0.4A．

（2）在t=3.0×10-2s时间内线框受到斜面的摩擦力的大小为4.6×10-2N，方向是沿斜面向上．

（3）一个周期内感应电流在线框中产生的平均电功率为0.24W．