水平面上光滑导轨间距d=0.5m,导轨间有一足够宽的磁场,磁感应强度B=2T的匀强磁场中,导轨两端分别接有电阻R=3Ω的电阻和阻值为RL=6Ω的小灯泡,t=0时,一电阻r=2Ω的导体棒MN处在磁场的左边界处,之后在外力F作用下以v=4sin10πt在磁场两边界间运动,导轨的电阻不计,导体棒与导轨接触良好,在导体棒MN以后的运动中,求:
(1)电阻R两端电压表达式;
(2)小灯泡的功率;
(3)从t=0到t=
s内通过导体棒的电量。
(1)电阻R两端电压表达式;
(2)小灯泡的功率;
(3)从t=0到t=
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2022届湖南省常德市第一中学高三下学期模拟考试物理试题(已下线)11.2 法拉第电磁感应定律 自感和互感(练)--2023年高考物理一轮复习讲练测(全国通用)(已下线)专题14 交变电流 电磁振荡和电磁波【测】——2023年高考物理一轮复习讲练测(新教材新高考通用)河北省张家口市康保县土城子镇中学2022-2023学年高二上学期期末物理试题(已下线)2019人教版选择性必修第二册 第3章 交变电流 2 交变电流的描述 热搜题
更新时间:2022-05-17 01:15:15
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解答题
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(0.4)
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【推荐1】如图所示。间距
足够长的平行金属导轨MN、PQ水平固定放置,M、P端连有一电阻
,其余电阻均不计,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度
。一质量
的导体棒ab静置于导轨上并与导轨接触良好,ab棒受一冲量作用后以初速度
沿导轨运动,经一段时间后停止。棒和导轨间的动摩擦因数为
,此过程中通过电阻R的电量
,g取10m/s。求:
(1)ab棒运动的距离和时间;
(2)当ab棒的速度为1m/s时加速度的大小;
(3)电阻R上产生的热量。
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(1)ab棒运动的距离和时间;
(2)当ab棒的速度为1m/s时加速度的大小;
(3)电阻R上产生的热量。
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(0.4)
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【推荐2】如图所示,两平行长直金属导轨
不计电阻
水平放置,间距为L,有两根长度均为L、电阻均为R、质量均为m的导体棒AB、CD平放在金属导轨上.其中棒CD通过绝缘细绳、定滑轮与质量也为m的重物相连,重物放在水平地面上,开始时细绳伸直但无弹力,棒CD与导轨间的动摩擦因数为
,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略其他摩擦和其他阻力,导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场
,磁场区域的边界满足曲线方程:
,单位为
.CD棒处在竖直向上的匀强磁场
中.现从
时刻开始,使棒AB在外力F的作用下以速度v从与y轴重合处开始沿x轴正方向做匀速直线运动,在运动过程中CD棒始终处于静止状态.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/14/f95496be-dbac-4bdd-a5b7-a136a1c850f3.png?resizew=273)
(1)求棒AB在运动过程中,外力F的最大功率;
(2)求棒AB通过磁场区域
的过程中,棒CD上产生的焦耳热;
(3)若棒AB在匀强磁场
中运动时,重物始终未离开地面,且满足:
,求重物所受支持力大小随时间变化的表达式.
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(1)求棒AB在运动过程中,外力F的最大功率;
(2)求棒AB通过磁场区域
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(3)若棒AB在匀强磁场
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【推荐3】如图所示,间距
的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一阻值
的定值电阻,整个装置被固定在绝缘水平面上,整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小
,质量均为
、电阻均为
、长度均为
的金属棒
垂直放在导轨上,金属棒
与导轨间的动摩擦因数
,现给金属棒
施加一水平向左的作用力F,使金属棒
从静止开始以加速度大小
做匀加速直线运动,当金属棒
将要发生滑动时撤去力F,取重力加速度大小
,导轨的电阻不计,金属棒
与导轨间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,金属棒
与导轨间的摩擦力忽略不计,求:
(1)撤去力F的瞬间,通过定值电阻的电流;
(2)力F的最大功率;
(3)撤去力F后
棒和定值电阻R上产生的总热量。
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(1)撤去力F的瞬间,通过定值电阻的电流;
(2)力F的最大功率;
(3)撤去力F后
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【推荐1】南海上某哨塔想采用浮桶式波浪发电补充生活用电,其原理简化如图甲。能产生如图乙辐向磁场的磁体通过支柱固定在暗礁上,线圈内置于浮桶中。浮桶随波浪相对磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中。该线圈与阻值R=16Ω的指示灯相连。如图乙所示,浮桶下部由内、外两密封圆筒构成,图乙中斜线阴影部分为产生磁场的磁体;匝数N=100匝的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度B=0.4T,线圈直径D=0.4m,内阻不计。假设浮桶振动的速度可表示为
,取π2≈10,求:
(1)图甲中,当t=0.25s时,流过指示灯泡的电流大小;
(2)灯丝在1小时内产生的焦耳热;
(3)若ab输出端通过理想变压器给哨塔供电,如图丙所示,若S1、S2闭合,S3断开时,原线圈中电流表示数为8.25A,已知图中灯泡标称为“220V,88W” 恰能正常发光,电动机线圈电阻50Ω,则此时图中电动机的机械功率为多少。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/26/2a877782-f416-45ca-a919-ff5c4a6a083e.png?resizew=752)
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(1)图甲中,当t=0.25s时,流过指示灯泡的电流大小;
(2)灯丝在1小时内产生的焦耳热;
(3)若ab输出端通过理想变压器给哨塔供电,如图丙所示,若S1、S2闭合,S3断开时,原线圈中电流表示数为8.25A,已知图中灯泡标称为“220V,88W” 恰能正常发光,电动机线圈电阻50Ω,则此时图中电动机的机械功率为多少。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/26/2a877782-f416-45ca-a919-ff5c4a6a083e.png?resizew=752)
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(0.4)
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【推荐2】如图所示虚线左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度
,矩形线框abcd以
为轴匀速转动,角速度是
,ad边到
轴的距离是L,bc边到轴
的距离是2L,ad和bc长度均是L,请画出从图示位置开始计时的一个周期内瞬时感应电动势随时间变化的关系图形,电流以abcda为正方向,并求出感应电动势的有效值。
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(0.4)
【推荐3】如图所示,在xOy坐标系内,有一光滑平行导轨,导轨方程为y=±2 m,导轨左端接有阻值R=0.2 Ω的电阻,在一个被x轴与曲线方程y=2sin
xm(0<x<6)所围的空间中存在着匀强磁场、磁场方向垂直纸面向里、磁感应强度B=0.6 T,垂直于两导轨放置的导体棒ab在两导轨间的电阻r=0.1 Ω,在拉力F的作用下,导体棒ab以v=1 m/s的速度水平向右匀速运动(导体棒ab与两导轨始终接触良好).
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/18/1970123910004736/1972159233851392/STEM/7c9d0d4cff784de383d7ceacd447bbe1.png?resizew=154)
(1)写出电阻R两端的电压的瞬时值表达式.(从导体棒ab经过坐标原点开始计时);
(2)求在导体棒ab拉过磁场区域的过程中拉力F所做的功W.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d88591679796c52024d11c4de641bdb.png)
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(1)写出电阻R两端的电压的瞬时值表达式.(从导体棒ab经过坐标原点开始计时);
(2)求在导体棒ab拉过磁场区域的过程中拉力F所做的功W.
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【推荐1】如图所示,半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO′以角速度
做匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,从金属环面不磁场方向重合时开始计时,如果组成金属环材料单位长度的电阻值为R,
(1)在转过30°角的过程中,感应电动势的平均值是多大?流过金属环的电量是多少?
(2)在转过180°角的过程中,环产生的热量是多少?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/074c228ffc7b1e306f8410afe7bc4b5c.png)
(1)在转过30°角的过程中,感应电动势的平均值是多大?流过金属环的电量是多少?
(2)在转过180°角的过程中,环产生的热量是多少?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/5/623cda6c-0336-413e-96a4-1cd8b7cd29de.png?resizew=134)
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解题方法
【推荐2】新型电动汽车在刹车时,可以用发电机来回收能量。假设此发电机原理可抽象为如图所示,两磁极之间的磁场可近似为均匀磁场,磁感应强度大小为B。 绕有n匝导线的线圈为长方形,长、宽分别为a和b,整个线圈都处于磁场中。线圈转轴为两条短边的三分点连线(如图所示),线圈外接有阻值为R的纯电阻负载。忽略线圈电阻,假设电动汽车刹车时受到的地面摩擦力等阻力与发电机线圈转动导致的阻力相比可以忽略,即刹车时失去的动能全部用来发电,电动汽车质量为M。
(1)初始时刻线圈平面与磁场垂直,若线圈转动角速度恒为ω,求电路开路时线圈两端电压随时间的变化;
(2)线圈和电阻回路闭合后,电动汽车在水平面上以某初始速度开始刹车。假设在另一种刹车模式下,刹车开始时线圈平面刚好与磁场垂直,且发电机线圈转动第一圈时角速度为
,之后每转动一圈角速度的值为前一圈角速度的一半。若在发电机转完第N圈,且未转完第
圈时,电动汽车刹停。求电动汽车初速度的范围。
(1)初始时刻线圈平面与磁场垂直,若线圈转动角速度恒为ω,求电路开路时线圈两端电压随时间的变化;
(2)线圈和电阻回路闭合后,电动汽车在水平面上以某初始速度开始刹车。假设在另一种刹车模式下,刹车开始时线圈平面刚好与磁场垂直,且发电机线圈转动第一圈时角速度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b55b59c92a868cc6f448e5d92d257401.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/945f4f3bbb203dbcab32cdb5a857b468.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/26/e5c7917d-a822-4b21-8830-5d2871f0c899.png?resizew=457)
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