组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 电磁感应 > 电磁感应中的能量转化 > 电磁感应与电路的综合问题
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:156 题号:9479742
如图1所示,在电磁炉上放置装有适量水的平底锅,再将一个连有小灯泡的线圈套在平底锅外,可以看到小灯泡点亮。其中,线圈和小灯泡组成的电路如图2所示。当电磁炉工作时,假设线圈所在空间均匀分布有与线圈平面垂直的磁场,磁感应强度变化率,设线圈匝数为n,线圈所围成的面积为S
(1)a.请分析说明小灯泡被点亮的原因;b.要使小灯泡亮度变化,可以采取哪些具体措施;
(2)有一种电磁炉专用锅,假设其锅底可等效成一系列半径不同的同心导电环,如图3所示,导电环之间此绝缘,设导电环单位长度的电阻为(忽略不同环中感应电流之间的相互影响,不计其他能量损失。)求半径为r的导电环中的感应电流的表达式。

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解答题 | 适中 (0.65)
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【推荐1】如图1所示,固定于水平面的U形导体框处于竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场中,导体框两平行导轨间距为,左端接一电动势为、内阻为的电源。一质量为、电阻为的导体棒垂直导体框放置并接触良好。闭合开关S,导体棒从静止开始运动。忽略一切阻力和导体框的电阻,平行轨道足够长。
(1)计算当导体棒速度为时回路中的电流大小,并求出导体棒达到稳定状态时的速度;
(2)计算闭合开关后,导体棒由静止开始到达到稳定状态的过程中,回路产生的内能
(3)如果将导体棒左侧通过轻绳和光滑定滑轮连接质量为的重物(如图2所示),导体棒向右运动的过程中可以将重物提升一定高度,这就是一种简化的直流电动机模型,被提升的重物即为电动机的负载。电动机达到稳定状态后,如果增加负载,可以通过调节导体棒的速度达到新的稳定状态。请分析说明这个过程中导体棒的运动情况,并推导稳定状态时物体匀速上升的速度与负载的函数关系式。
2023-01-08更新 | 789次组卷
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【推荐2】如图所示,MNPQ是固定在水平面内的电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,右端接阻值为R的电阻。虚线abef与导轨垂直,距离为d,两条虚线间有垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B。虚线ab左侧导轨光滑,右侧导轨粗糙。将一个质量为m、长度为L、电阻也为R的金属棒垂直放在光滑轨道上,给金属棒一个水平向右的恒力F作用,经过一段距离x后撤去F,此时金属棒还没到达虚线ab处,金属棒最后恰好停在虚线ef处。金属棒在运动过程中与导轨接触良好,与粗糙导轨间的动摩擦因数为µ ,重力加速度为g。
(1)金属棒的最大速度v
(2)电阻R产生的焦耳热Q0
(3)金属棒在磁场中运动的时间t
2023-04-28更新 | 564次组卷
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【推荐3】如图所示,竖直平面内有一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形线框在水平方向的磁场中以初速度v0水平抛出(忽略空气阻力).磁场方向与线框平面始终垂直,磁场的磁感应强度随竖直向下的z轴按B=B0+kz的规律均匀增大.已知重力加速度为g.求:

(1)线框竖直方向速度为vz时,线框中瞬时电流的大小及方向(填“顺时针”或“逆时针”);
(2)线框在复合场中运动的最大电功率P
(3)若线框从开始抛出到瞬时速度大小达到vt所经历的时间为t,则线框在时间t内沿竖直方向的位移大小.
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共计 平均难度:一般