如圖所示，邊長為l的正方形線圈abcd的匝數(shù)為n，線圈電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線OO′恰好位于勻強(qiáng)磁場中的邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，現(xiàn)在線圈以OO′為軸，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，求：

(1)閉合電路中電流瞬時值的表達(dá)式；

(2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量；

(3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中電阻R上通過的電荷量；

(4)電阻R上的最大電壓。


　(1)sinωt　(2)

(3)　(4)

[解析]　(1)線圈轉(zhuǎn)動時，總有一條邊切割磁感線，且ad邊和bc邊轉(zhuǎn)動的線速度大小相等，當(dāng)線圈平行于磁場時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，為Em＝nBlv＝nBl·ω·l＝nBl2ω.

由閉合電路歐姆定律可知Im＝，當(dāng)以圖示位置為計(jì)時起點(diǎn)時，流過R的電流表達(dá)式為：

i＝Imsinωt＝sinωt.

(2)在線圈由圖示位置勻速轉(zhuǎn)過90°的過程中，用有效值來計(jì)算電阻R上產(chǎn)生的熱量Q＝I2R

其中I＝＝，T＝

即Q＝I2R＝

(3)在轉(zhuǎn)過90°的過程中感應(yīng)電動勢的平均值為：

＝n＝＝，

流過R的平均電流＝＝，

所以流過R的電荷量

q＝·＝＝

(4)由部分電路歐姆定律可知電阻R上的最大電壓為：Um＝ImR＝.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年湖南省益陽市高三四月調(diào)研考試物理卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（9分）某實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)探究中，要描繪一個標(biāo)有“3.8 V，1 W”的小燈泡的R­-U曲線，所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：

A．電壓表 V（量程5 V，內(nèi)阻約為5 kΩ）

B．直流電源E（電動勢4.5 V，內(nèi)阻不計(jì)）

C．電流表A1（量程300 mA，內(nèi)阻約為1 Ω）

D．電流表A2（量程800 mA，內(nèi)阻約為0.4 Ω）

E．滑動變阻器R1（阻值0～20 Ω）

（1）實(shí)驗(yàn)中為了比較準(zhǔn)確地測量且方便調(diào)節(jié)，電流表應(yīng)選用______（選填A(yù)1或A2）；

（2）實(shí)驗(yàn)中要求小燈泡電壓從零開始逐漸增大到額定電壓，測量誤差盡可能小。請你為該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)電路圖，畫在下面虛線方框中；

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)小組計(jì)算并描繪出了R-­U的圖像，與理想情況略有偏差，如上圖甲所示。由圖像可知，當(dāng)所加電壓為2.00 V時，燈泡實(shí)際消耗的電功率為________ W（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）

（4）小燈泡的I-­U圖像如上圖乙所示。則流過小燈泡的電流I隨電壓U變化的圖象是________（請選填①或②）。

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如圖所示，帶有正電荷的A粒子和B粒子先后以同樣大小的速度從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場的邊界上的O點(diǎn)分別以30°和60°(與邊界的夾角)射入磁場，又都恰好不從另一邊界飛出，則下列說法中正確的是(　　)

A．A、B兩粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑之比是

B．A、B兩粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑之比是

C．A、B兩粒子之比是

D．A、B兩粒子之比是

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，空間中有場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，y軸為兩種場的分界線，圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為－q的帶電粒子從電場中坐標(biāo)位置(－l,0)處，以初速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動，且已知l＝(重力不計(jì))。試求：

(1)帶電粒子進(jìn)入磁場時速度的大小。

(2)若要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中，磁場的寬度d應(yīng)滿足的條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖為學(xué)校配電房向各個教室的供電示意圖，T為理想變壓器，V1、A1為監(jiān)控市電供電端的電壓表和電流表，V2、A2為監(jiān)控校內(nèi)變壓器的輸出端的電壓表和電流表，R1、R2為教室的負(fù)載電阻，V3、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表，配電房和教室間有相當(dāng)長的一段距離，則當(dāng)開關(guān)S閉合時(　　)

A．電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大

B．只有電流表A1的示數(shù)變大

C．電壓表V3的示數(shù)變小

D．電壓表V2和V3的示數(shù)都變小

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場垂直，且一半處在磁場中。 在Δt 時間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B。在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為(　　)

A．　　　　　　　                B．

C．                             D．

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如圖所示，空間存在著與圓臺母線垂直向外的磁場，各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，圓臺母線與豎直方向的夾角為θ，一個質(zhì)量為m、半徑為r的勻質(zhì)金屬環(huán)位于圓臺底部。當(dāng)給環(huán)通以恒定的電流I，圓環(huán)由靜止向上運(yùn)動，經(jīng)過時間t后撤去該恒定電流并保持圓環(huán)閉合，圓環(huán)全程上升的最大高度為H。已知在重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，磁場的范圍足夠大。在圓環(huán)向上運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是(　　)

A．圓環(huán)先做加速運(yùn)動后做減速運(yùn)動

B．在時間t內(nèi)安培力對圓環(huán)做功為mgH

C．圓環(huán)運(yùn)動的最大速度為－gt

D．圓環(huán)先有擴(kuò)張后有收縮的趨勢

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科目：高中物理 來源： 題型：


實(shí)驗(yàn)室購買了一捆標(biāo)稱長度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測其實(shí)際長度。該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，再利用圖甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長度�？晒┦褂玫钠鞑挠校�

電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω；

電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ；

滑動變阻器R1：最大阻值5Ω；

滑動變阻器R2：最大阻值20Ω；

定值電阻：R0＝3Ω

電源：電動勢6V，內(nèi)阻可不計(jì)；開關(guān)、導(dǎo)線若干。

回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“b”)。

(2)在實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接。

(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為________V。

(4)導(dǎo)線實(shí)際長度為________m(保留2位有效數(shù)字)。

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科目：高中物理 來源： 題型：


真空中，A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和4r，則A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為（  ）

A．4 : l           B．1 : 4          C．16 : l        D．l : 16

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