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        1. 精英家教網(wǎng)如圖所示,長、寬分別為L1=0.05m、L2=0.04m的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi),其匝數(shù)為n=400,總電阻為r=1Ω,可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動.線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D焊接在一起,并通過電刷和一個R=9Ω的定值電阻相連.線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T.線框從圖示位置(線框平面和磁場垂直)開始在外力的驅(qū)動下繞其豎直中心軸以角速度ω=l00rad/s勻速轉(zhuǎn)動.求:
          (1)電阻R消耗的電功率P;
          (2)從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,通過電阻R的電荷量q.
          分析:(1)根據(jù)E=nBSω求出感應(yīng)電動勢的最大值,從而求出感應(yīng)電動勢的有效值,根據(jù)歐姆定律求出感應(yīng)電流的有效值,從而根據(jù)P=I2R求出電阻R消耗的電功率.
          (2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合閉合電路歐姆定律求出平均感應(yīng)電流,根據(jù)q=
          .
          I
          t
          求出通過電阻R的電荷量.
          解答:解:(1)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值Em=nBSω=nBL1L2ω=400×0.25×0.05×0.04×100=20V
          則R上消耗的電功率P=I 2R=[
          Em
          2
          (R+r)
          ]
          2
          R
          =(
          20
          2
          (1+9)
          )
          2
          ×9
          =18W
          (2)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,
          平均感應(yīng)電流
          .
          I
          =n△t
          △?
          (R+r)
          =n
          BL1L2
          △t(R+r)

          流過電阻R的電荷量q=
          .
          I
          t
          =n
          BL1L2
          (R+r)
          =
          400×0.04×0.05×0.25
          10
          =0.02C
          答:(1)電阻R消耗的電功率P為18W;(2)從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,通過電阻R的電荷量q為0.02C.
          點評:解決本題的關(guān)鍵掌握感應(yīng)電動勢的平均值、最大值、有效值和瞬時值的區(qū)別以及應(yīng)用.
          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          精英家教網(wǎng)如圖所示,長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi),其匝數(shù)為n,總電阻為r,可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動.線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷和定值電阻R相連.線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小開始時隨時間t不斷增大,關(guān)系式為B=B0+
          △Φ
          △t
          =
          nL1L2(B1-B0)
          t1
          t,當(dāng)t=t1時刻后保持B1不變,其中B0、B1和t1均為已知.在0~t1的時間內(nèi),若保持線框靜止,且線框平面和磁場垂直;t1時刻后線框在外力的驅(qū)動下開始繞其豎直中心軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動.求:
          (1)0~t1時間內(nèi)電流表A的示數(shù);
          (2)線框勻速轉(zhuǎn)動后,在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量;
          (3)線框勻速轉(zhuǎn)動后,從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,電壓表V的示數(shù)和通過電阻R的電荷量.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          精英家教網(wǎng)如圖所示,長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi),其匝數(shù)為n,總電阻為r,可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動.線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷和定值電阻R相連.線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.線框在外力的驅(qū)動下繞其豎直中心軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動.
          求:
          (1)線框勻速轉(zhuǎn)動后理想電流表和理想電壓表的示數(shù);
          (2)線框勻速轉(zhuǎn)動后在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量;
          (3)線框勻速轉(zhuǎn)動后,從圖所示位置(線框與磁場垂直)轉(zhuǎn)過90°的過程中,通過電阻R的電荷量.

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          科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年山西省山大附中高二3月月考物理試卷(帶解析) 題型:計算題

          如圖所示,長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi),其匝數(shù)為n,總電阻為r,可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動。線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小開始時隨時間t不斷增大,關(guān)系式為B=B0+t,當(dāng)t=t1時刻后保持B1不變,其中B0、B1和t1均為已知。在0~t1的時間內(nèi),若保持線框靜止,且線框平面和磁場垂直;t1時刻后線框在外力的驅(qū)動下開始繞其豎直中心軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。

          求:(1)0~t1時間內(nèi)電流表A的示數(shù);
          (2)線框勻速轉(zhuǎn)動后,在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量;
          (3)線框勻速轉(zhuǎn)動后,從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,電壓表V的示數(shù)和通過電阻R的電荷量。

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          科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年浙江省寧波市金蘭合作組織高二下學(xué)期期中聯(lián)考物理試卷(解析版) 題型:計算題

          如圖所示,長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi),其匝數(shù)為n,總電阻為r,可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動。線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小開始時隨時間t不斷增大,關(guān)系式為B=B0+t,當(dāng)t=t1時刻后保持B1不變,其中B0、B1和t1均為已知。在0~t1的時間內(nèi),若保持線框靜止,且線框平面和磁場垂直;t1時刻后線框在外力的驅(qū)動下開始繞其豎直中心軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。

          求:(1)0~t1時間內(nèi)電流表A的示數(shù);

          (2)線框勻速轉(zhuǎn)動后,在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量;

          (3)線框勻速轉(zhuǎn)動后,從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,電壓表V的示數(shù)和通過電阻R的電荷量。

           

           

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