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1 . 如图(a)所示,一U形导轨倾斜固定,导轨所在平面与水平面的夹角为37,导轨平行部分宽度,导轨上abcd矩形区域内存在垂直于导轨所在平面向下的匀强磁场,其磁感应强度B随时间的变化图像如图(b)所示,磁场左右两边界ab与cd之间的距高为d=6m,距磁场左边界ab距离处固定一质量导体棒MN,其接入电路中的电阻,导体棒与导轨之间的动摩擦因数。在时刻解除对导体棒的固定,导体棒从静止开始沿导轨向下运动经过磁场区域。导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻可忽略不计,重力加速度大小取,,。求:
(1)导体棒刚进入磁场时受到的安培力F;
(2)从开始运动到导体棒穿出磁场过程中导体棒上产生的热量Q。
(1)导体棒刚进入磁场时受到的安培力F;
(2)从开始运动到导体棒穿出磁场过程中导体棒上产生的热量Q。
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2 . 如图甲所示,和为光滑且足够长的平行金属导轨,其宽度为,倾斜部分的倾角,以虚线为界,导轨的水平部分处于磁感应强度大小为,方向竖直向下的匀强磁场中,倾斜部分处于磁感应强度大小按图乙所示规律变化,方向垂直导轨斜面向下的匀强磁场中。导体棒均与导轨垂直,质量分别为和,细线的一端连着质量为的物块,跨过光滑的定滑轮后,另一端与棒的中点相连,且细线与导轨平行,时刻释放重物的同时,对棒施加沿导轨斜面向上且与导轨平行的拉力,使两棒在时间内均处于静止状态,不计导轨的电阻,已知时刻棒距的距离为,重力加速度为。求:
(1)时间内电路中的感应电动势;
(2)时间内所加拉力大小随时间变化的函数式;
(3)若时刻撤去拉力,已知当物块下落的过程中电路产生的焦耳热为,求此时物块的速度大小。
(1)时间内电路中的感应电动势;
(2)时间内所加拉力大小随时间变化的函数式;
(3)若时刻撤去拉力,已知当物块下落的过程中电路产生的焦耳热为,求此时物块的速度大小。
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3 . 图甲为某同学设计的充电装置示意图,线圈ab匝数匝,面积,空间中存在磁场,方向垂直于线圈平面,磁感应强度随时间按正弦规律变化,如图乙所示,理想变压器副线圈接充电器。已知额定电压为5V的充电器恰能正常工作,不计线圈电阻,则下列说法正确的是( )
A.时线圈ab中感应电动势为0 |
B.若B变化的周期变长,则原线圈电压变大 |
C.变压器原线圈输入电压有效值为2V |
D.变压器原、副线圈匝数比为1∶5 |
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4 . 如图甲,水平面上两根足够长的、电阻可忽略不计的平行金属导轨间距,导轨间两个矩形区域I和Ⅱ的宽度分别为、;区域I和II内有垂直于水平面向上的匀强磁场B1和B2,其中B1随时间变化的图像如图乙,。导体棒a和b分别垂直导轨放置在I区域MM1的左侧和II区域的右边缘QQ1处,在a、b中点处通过绝缘、松弛的轻绳连接。时,a以平行于导轨的初速度向左运动;时,绳子瞬间拉直带动b共同运动并匀速通过磁场区域II。已知a、b质量相等、电阻均为,b仅与NP、N1P1之间的导轨有摩擦,其他摩擦不计,且b未进入I区域,g取,回路中电流方向以俯视逆时针为正方向。
(1)求内回路的感应电动势大小和感应电流的大小及方向;
(2)求a棒的初速度;
(3)通过计算,在图丙中画出内,回路中电流I随时间变化的图像。
(1)求内回路的感应电动势大小和感应电流的大小及方向;
(2)求a棒的初速度;
(3)通过计算,在图丙中画出内,回路中电流I随时间变化的图像。
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5 . 悟乘坐地铁上学所使用的交通卡如图(a),内部含有一个7匝的感应线圈。刷卡的原理可简化为如图(b)所示,线圈内的磁场可视作匀强磁场,磁感应强度为B(垂直纸面向内为正)。地铁站闸机发出磁场信号的B-t变化规律如图(c)所示,线圈中会产生相应的电信号。每匝线圈面积均为,线圈的总电阻,线圈所连接的芯片的电阻,其余部分电阻不计。求:
(1)0.2s时刻,电阻R上电流的方向;
(2)0.05s时刻,线圈产生的感应电动势的大小;
(3)00.4s内,电阻R产生的焦耳热;
(4)0.40.5s内,通过电阻R的电荷量。
(1)0.2s时刻,电阻R上电流的方向;
(2)0.05s时刻,线圈产生的感应电动势的大小;
(3)00.4s内,电阻R产生的焦耳热;
(4)0.40.5s内,通过电阻R的电荷量。
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6 . 如图所示,匝线圈电阻,线圈内部存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁场面积,有一个阻值为的电阻两端分别与线圈两端、相连,电阻的一端接地。磁感应强度随时间变化的规律如图所示,则( )
A.在0~4s时间内,中有电流从流向 |
B.当时穿过线圈的磁通量为0.6Wb |
C.在0~4s时间内,通过的电流大小为0.1A |
D.在0~4s时间内,两端电压 |
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7 . 如图甲所示,面积S=0.2m2的线圈,匝数n=630匝,总电阻r=1.0,线圈处在变化的磁场中,设磁场垂直纸面向内为正方向,磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化,方向垂直线圈平面,图甲中传感器可看成一个纯电阻R,并标有“3V,0.9W”,滑动变阻器R0上标有“10,1A”。则下列说法错误的是( )
A.若滑动变阻器的滑片置于最左端,为了保证电路的安全,图乙中的t0最小值为42s |
B.电流表的电流方向向左 |
C.为了保证电路的安全,电路中允许通过的电流最大值为0.3A |
D.线圈中产生恒定的感应电动势 |
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8 . 左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场,现有一匝数匝的圆形线圈垂直磁场方向放置,其直径与磁场边界重合。已知圆形线圈总电阻,圆形线圈面积为。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,求∶
(1)时间内线圈中磁通量变化了多少;
(2)时间内线圈中电流的大小及比较两点电势高低;
(3)时间内通过线圈横截面的电荷量。
(1)时间内线圈中磁通量变化了多少;
(2)时间内线圈中电流的大小及比较两点电势高低;
(3)时间内通过线圈横截面的电荷量。
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9 . 如图甲所示,一等腰直角三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板下方,图中的水平虚线过ab、ac边中点,在虚线的下方存在垂直于导线框所在平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示。已知直角边长,导线框的电阻,求:
(1)在时,导线框所受安培力的大小。
(2)在到时间内,导线框产生的焦耳热。
(1)在时,导线框所受安培力的大小。
(2)在到时间内,导线框产生的焦耳热。
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10 . 如图甲所示,一矩形线圈abcd位于一变化的匀强磁场内,磁场方向垂直于线圈所在的平面向里,磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示。用I表示线圈中的感应电流,取顺时针方向为正;用F表示bc边受到的安培力,取水平向右为正。则下列图像正确的是( )
A. | B. |
C. | D. |
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