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1 . 电磁感应式无线充电系统原理如图(a)所示,给送电线圈中通以变化的电流就会在邻近的受电线圈中产生感应电流,从而实现充电器与用电装置之间的能量传递,某受电线圈的匝数n=100匝,电阻r=1.0Ω,c、d两端接一阻值R=9.0Ω的电阻,当送电线圈接正弦交变电流后,在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场,其磁通量变化率随时间变化的规律如图(b)所示。
(1)根据图(b),写出磁通量变化率随时间变化的表达式;
(2)由法拉第电磁感应定律,写出受电线圈感应电动势e随时间变化的表达式;
(3)根据图(b),在第一个周期内,什么时刻受电线圈中感应电动势最大,说明理由。
(1)根据图(b),写出磁通量变化率随时间变化的表达式;
(2)由法拉第电磁感应定律,写出受电线圈感应电动势e随时间变化的表达式;
(3)根据图(b),在第一个周期内,什么时刻受电线圈中感应电动势最大,说明理由。
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2 . 如图甲所示为工业或医学上用到的电子感应加速器的核心部分侧视图;图乙为真空室俯视图,当图甲中线圈通以变化的电流时,将在真空室所在空间产生变化的磁场,变化的磁场将产生涡旋电场,涡旋电场的方向与感应电流方向的判断方法完全相同。其电场线是一系列以图乙O点为圆心的平行于纸面的同心圆。满足一定条件时,电子枪发射的电子在涡旋电场力的作用下被加速,同时在磁场力作用下绕O点做圆周运动。现建立如图丙所示模型研究电子感应加速器的工作原理:半径为r的光滑绝缘圆管(内外半径之差可忽略)固定在光滑绝缘水平桌面(纸面)内,圆管所包围圆形区域的平均磁感应强度(即磁通量与面积之比)(k为正的常数),方向垂直于纸面向外。质量为m、带电量为()的小球(视为质点)在时刻释放。(本题计算过程中,电动势用表示,场强用表示)
(1)求小球在涡旋电场力作用下的绕行方向及转动一周后具有的动能。
(2)若纸面内离O点的距离为的范围内的变化磁场为匀强磁场,在的范围内不存在磁场,求()处的涡旋电场的场强。
(3)撤去圆管,其余条件不变,为保证小球依然做半径为r的圆周运动,求任意时刻平均磁感应强度B与小球轨迹上的磁感应强度的比值。
(1)求小球在涡旋电场力作用下的绕行方向及转动一周后具有的动能。
(2)若纸面内离O点的距离为的范围内的变化磁场为匀强磁场,在的范围内不存在磁场,求()处的涡旋电场的场强。
(3)撤去圆管,其余条件不变,为保证小球依然做半径为r的圆周运动,求任意时刻平均磁感应强度B与小球轨迹上的磁感应强度的比值。
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3 . 利用物理模型对问题进行分析,是重要的科学思维方法。
(1)原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子核外的电子以角速度绕核做匀速圆周运动,电子的电荷量为e,求等效电流I的大小。
(2)如图所示,由绝缘材料制成的质量为m、半径为R的均匀细圆环,均匀分布总电荷量为Q的正电荷。施加外力使圆环从静止开始绕通过环心且垂直于环面的轴线加速转动,角速度随时间t均匀增加,即(为已知量)。不计圆环上的电荷作加速运动时所产生的电磁辐射。
a.求角速度为时圆环上各点的线速度大小v以及此时整个圆环的总动能;
b.圆环转动同样也形成等效的环形电流,已知该电流产生的磁场通过圆环的磁通量与该电流成正比,比例系数为k(k为已知量)。由于环加速转动形成的瞬时电流及其产生的磁场不断变化,圆环中会产生感应电动势,求此感应电动势的大小E;
c.设圆环转一圈的初、末角速度分别为和,则有。请在a、b问的基础上,通过推导证明圆环每转一圈外力所做的功W为定值。
(1)原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子核外的电子以角速度绕核做匀速圆周运动,电子的电荷量为e,求等效电流I的大小。
(2)如图所示,由绝缘材料制成的质量为m、半径为R的均匀细圆环,均匀分布总电荷量为Q的正电荷。施加外力使圆环从静止开始绕通过环心且垂直于环面的轴线加速转动,角速度随时间t均匀增加,即(为已知量)。不计圆环上的电荷作加速运动时所产生的电磁辐射。
a.求角速度为时圆环上各点的线速度大小v以及此时整个圆环的总动能;
b.圆环转动同样也形成等效的环形电流,已知该电流产生的磁场通过圆环的磁通量与该电流成正比,比例系数为k(k为已知量)。由于环加速转动形成的瞬时电流及其产生的磁场不断变化,圆环中会产生感应电动势,求此感应电动势的大小E;
c.设圆环转一圈的初、末角速度分别为和,则有。请在a、b问的基础上,通过推导证明圆环每转一圈外力所做的功W为定值。
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4 . 如图所示,单匝线圈上方有一竖立的条形磁体,此时线圈内的磁通量为0.2Wb,现把条形磁体插入线圈,线圈内的磁通量变为1Wb,该过程经历的时间为4s。求:
(1)该过程线圈内的磁通量的变化量;
(2)该过程线圈产生的感应电动势。
(3)其他条件不变,只把线圈变成匝,求线圈中产生得感应电动势。
(1)该过程线圈内的磁通量的变化量;
(2)该过程线圈产生的感应电动势。
(3)其他条件不变,只把线圈变成匝,求线圈中产生得感应电动势。
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2023-05-05更新
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703次组卷
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2卷引用:陕西省西安市长安区第一中学2022-2023学年高二上学期期末物理试题(文科)
5 . 如图甲所示,电阻r=5Ω、匝数n=100匝的线圈(图中只画了2匝)两端A、B与电阻R相连,R=95Ω。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。求:
(1)判断线圈内感应电流的方向;
(2)线圈两端的电压U;
(3)0.1s时间内通过电阻R的电荷量q。
(1)判断线圈内感应电流的方向;
(2)线圈两端的电压U;
(3)0.1s时间内通过电阻R的电荷量q。
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6 . 一个200匝的线圈,在0.02秒时间内线圈中的磁通量的变化量为韦伯,求线圈中的感应电动势的大小。
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7 . 如图甲所示,轻质绝缘细线吊着一质量为0.8kg、边长为1m,匝数为20匝的正方形闭合线圈,其总电阻为2Ω。在线圈的中间位置以下区域存在垂直纸面向里匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)求0~6s内闭合线圈的感应电流为多少?
(2)求0~6s内通过导线横截面的电荷量以及线圈产生的焦耳热。
(3)求在t=6s时细线的拉力大小。
(1)求0~6s内闭合线圈的感应电流为多少?
(2)求0~6s内通过导线横截面的电荷量以及线圈产生的焦耳热。
(3)求在t=6s时细线的拉力大小。
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8 . 有一正方形多匝线圈处于匀强磁场中,线圈的匝数n=1000匝,线圈平面与磁场方向垂直,在的时间内,磁通量由均匀增加到。求:
(1)在内线圈中磁通量的变化量为多少?
(2)在内线圈中产生的电动势为多少?
(1)在内线圈中磁通量的变化量为多少?
(2)在内线圈中产生的电动势为多少?
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9 . 如图所示面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,已知磁感应强度随时间变化的规律为,定值电阻R1=60Ω,线圈电阻R2=40Ω,求:
(1)磁通量的变化率和回路中的感应电动势;
(2)a、b两点间的电压Uab
(3)2s内通过R1的电荷量q
(1)磁通量的变化率和回路中的感应电动势;
(2)a、b两点间的电压Uab
(3)2s内通过R1的电荷量q
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2023-04-15更新
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568次组卷
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3卷引用:四川省凉山州冕宁中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题
四川省凉山州冕宁中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题江西吉安市永新县禾川中学2022-2023学年高二下学期期中物理试题(已下线)2019人教版课后习题 选择性必修2 第二章 复习与提高A 例题及课后题变式题
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10 . 下图是高频焊接的原理示意图。将待焊接的金属工件放在导线做成的线圈内。线圈中通以高频的交变电流。已知待焊接的圆形金属工件半径r=0.10m。焊接时,线圈通电后产生垂直于工件所在平面的变化磁场。磁场的磁感应强度的变化率为()。焊接处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的99倍。工件非焊接部分每单位长度上的电阻()。缝非常狭窄。求(取,不计温度变化对电阻的影响。)
(1)工件感应产生的电动势的表达式;
(2)工件的总电阻;
(3)焊接过程中,工件产生的热功率。
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