热门试卷

解：（1）由题意知，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可得：线圈产生的感应电流逆时针，由法拉第电磁感应定律：E=N=N=100×0.2×0.2V=4V，

（2）ab间的电压为路端电压：U==2.4V

答：（1）回路的感应电动势4V；

（2）a、b两点间的电压2.4V．

解：（1）由图象分析可知，0至2s时间内：==V

由法拉第电磁感应定律有：E=n=nS

且：S=π

由此可得：E=100××π×0.32=9V；

由楞次定律可得，线圈中，感应电流沿顺时针方向，线圈相对于电源，在电源内部电流从低电势点流向高电势点，因此b点电势高，a点电势低；

（2）由闭合电路欧姆定律有：I=；

通过电阻R1上的电流大小为：I==0.5A；

通过电阻R1上的电量：q=It=0.5×1=0.5C；

答：（1）线圈上产生的电动势大小为9V；a、b两点中，b点的电势高；

（2）0～1s内通过内阻R1上的电量0.5C．

解：（1）由法拉第电磁感应定律可得：E=n=n=400××0.2×0.1V=4V，

由闭合电路殴姆定律可得：I==A=0.4A．

（2）通电导线受到的安培力为F=nBIL=400×15×10-2×0.4×0.2N=4.8 N

（3）在1min内线圈回路产生的焦耳热：Q=I2Rt=0.42×10×60J=96J

答：（1）线圈回路中产生的感应电动势4V和感应电流的大小0.4A；

（2）当t=0.3s时，线圈的ab边所受的安培力大小4.8 N；

（3）在1min内线圈回路产生的焦耳热96J．

解：（1）金属杆先做加速度变小的加速运动，最终以最大速度匀速运动．设杆匀速运动时速度为v，则有：

F=B1ILE=B1Lv，

电流为：I=，

代入数据解得：v=5m/s．

（2）设杆匀速运动时C两极板间的电压为U，带电粒子进入圆筒的速率为V．在磁场中作匀速圆周运动的半径为R，由于C与电阻R1并联，由欧姆定律得：

U=IR1=4.0V，

由动能定理得：-0，

带电粒子在磁场中作匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：

．

由于带电粒子与圆筒壁碰撞时无电量和能量损失，那么每次碰撞前后粒子速度大小不变．

速度方向总是沿着圆筒半径方向，4个碰撞点与小孔a恰好将圆筒壁五等分，粒子在圆筒内的轨迹具有对称性，由5段相同的圆弧组成，设每段轨迹圆弧对应的圆心角为θ，则由几何关系可得：．

有两种情形符合题意如图所示：

①情形1：每段轨迹圆弧对应的圆心角为：，

代入数据解得：B2=tan×10-3T，

②情形2：每段轨迹圆弧对应的圆心角为：．

代入数据解得：B2′=tan×10-3T；

答：（1）金属杆最终匀速运动时杆的速度大小为5m/s；

（2）磁感应强度B2大小为：tan×10-3T，或tan×10-3T．

解：由法拉第电磁感应定律可得：

E=n=n=100×0.5×0.2×0.2V=2V；

则电路中电流I===0.5A；

由题意知线圈中的磁通量增大，则由楞次定律可得线圈电流方向为逆时针，故R中电流方向从b指向a；

答：通过R的电流大小为0.5A，方向从b指向a．

解：圆线圈在匀强磁场中，线圈的磁通量在0.05s内由0.1Wb增加到0.5Wb，

所以穿过线圈的磁通量变化量是：△∅=∅2-∅1=0.5-0.1=0.4Wb

而磁通量变化率为：==8Wb/s

则线圈中感应电动势大小为：E=N=20×8=160V

答：在此过程中，线圈中感应电动势的大小是160V．

解：设 

θ=ωt

v=ωl1

v⊥=vsinθ=ωl1sinωt

e=NBl2v⊥=NBl2ωl1sinωt=NBSω•sinωt

答：经过时间t时线圈中的感应电动势的表达式为e=NBSω•sinωt．

解：（1）由UI-t曲线可知线圈的最大输出功率为：P出=0.0063W   ①

线圈输出功率表达式为：                         ②

根据闭合电路欧姆定律得：E=I（R内+R外）                      ③

联立①②③将R内=40Ω，R外=20Ω代入得E=1.06V  （1.0～1.1都对）

故答案为：1.06V．

（2）磁铁进入线框时，磁通量增大，当磁铁从线框出来时，磁通量减小，故A正确；

当h减小时，磁铁进入线框的速度减小，导致线框中磁通量的变化率减小，因此两个峰值都会减小，且两个峰值不可能相等，故B正确，C错误；

根据闭合电路欧姆定律可知，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，本题中滑动变阻器的最大阻值与内阻相等，因此增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大，故D正确．

故选ABD．

（3）下落过程减小的重力势能为：EP=mgh=0.025J

根据图象物理意义可知：图象与横轴围成面积大小等于下落过程中电源的输出电能：    ①

所以总能量为：                      ②

重力势能转化为电能的效率为：               ③

联立①②③得重力势能转化为电能的效率为：0.8% （0.7%～0.9%都对）

故答案为：0.8%．

解：（1）根据楞次定律可知，电流方向为a→L→b

（2）从图丙可以看出，线圈在往返的每次运动都是匀速直线运动，速度

线圈聘做切割磁感线运动产生的感应电流每次运动过程中都是恒定不变的．

由于感应电动势E=nBLv式中L是线圈每一周的长度，所以：

E=n•2πrBv=10×2×3.14×0.1×0.2×0.8V=1V

感应电流：I==

则电流随时间的变化的图象如图所示．

（3）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力．

F推=F安=nILB=nl（2πr）B=10×0.1×2×3.14×0.1×0.2N=0.13N

（4）发电机输出功率即灯的电功率：

P=I2R=（0.1）2×8W=0.08W

答：（1）写出在0-0.1s时间内通过电珠L的电流方向a→L→b；

（2）画出感应电流随时间变化的图象如上图所示；

（3）每一次推动线圈运动过程中的作用力为0.13N；

（4）该发电机的输出功率为0.08W．

解：（1）根据法拉第电磁感应定律得在0至0.05s的时间内线圈中产生的平均感应电动势大小为：

E=n=V=40V．

（2）在0.05s时刻线圈与磁感线平行，那么线圈ab边的切割速度为：v=ωr==

根据切割感应电动势为：E=nBLv=nBL=100×=62.8V，

答：（1）在0至0.05s的时间内线圈中产生的平均感应电动势是40V；

（2）在0.05s时刻线圈中产生的瞬时感应电动势是62.8V．