如圖所示,在一傾角為37°的粗糙絕緣斜面上,靜止地放置著一個匝數(shù)n=10匝的圓形線圈,其總電阻R=3.14 Ω、總質(zhì)量m=0.4 kg、半徑r=0.4 m.如果向下輕推一下此線圈,則它剛好可沿斜面勻速下滑.現(xiàn)在將線圈靜止放在斜面上后.在線圈的水平直徑以下的區(qū)域中,加上垂直斜面方向的,磁感應(yīng)強度大小按如下圖所示規(guī)律變化的磁場(提示:通電半圓導(dǎo)線受的安培力與長為直徑的直導(dǎo)線通同樣大小的電流時受的安培力相等)問:
(1)剛加上磁場時線圈中的感應(yīng)電流大小I.
(2)從加上磁場開始到線圈剛要運動,線圈中產(chǎn)生的熱量Q.(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取)
(1)0.4 A (2)0.5 J
解析試題分析:(1)由閉合電路的歐姆定律
由法拉第電磁感應(yīng)定律
由圖,
聯(lián)立解得.
(2)設(shè)線圈開始能勻速滑動時受的滑動摩擦力為
則
加變化磁場后線圈剛要運動時
其中
由圖象知
由焦耳定律
聯(lián)立解得.
考點:考查了法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用
點評:電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系是通過安培力做功量度外界的能量轉(zhuǎn)化成電能.找兩個物理量之間的關(guān)系是通過物理規(guī)律一步一步實現(xiàn)的.用公式進行計算時,如果計算的是過程量,我們要看這個量有沒有發(fā)生改變.
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(9分)兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為,其電阻不計,兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角.完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置,每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸,已知兩棒質(zhì)量均為m="0.02" kg,電阻均為R="0.1" Ω,整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B="0.2" T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下,沿導(dǎo)軌向上勻速運動,而棒cd恰好能夠保持靜止.取g="10" m/s2,問:
(1)通過棒cd的電流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)棒cd每產(chǎn)生Q="0.1" J的熱量,力F做的功W是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖甲所示,一足夠長阻值不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L=1.0m,NQ兩端連接阻值R=3.0Ω的電阻,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面向上,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=300。一質(zhì)量m=0.20kg,阻值r=0.50Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過光滑的定滑輪與質(zhì)量M=0.60kg的重物相連。細(xì)線與金屬導(dǎo)軌平行。金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時間t之間的關(guān)系如圖乙所示,已知金屬棒在0~0.3s內(nèi)通過的電量是0.3~0.6s內(nèi)通過電量的1/3,g=10m/s2,求:
(1)0~0.3s內(nèi)棒通過的位移;
(2)金屬棒在0~0.6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(15 分)如圖甲,有兩根相互平行、間距為L的粗糙金屬導(dǎo)軌,它們的電阻忽略不計在MP之間接阻值為R 的定值電阻,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ。在efhg矩形區(qū)域內(nèi)有垂直斜面向下、寬度為d 的勻強磁場(磁場未畫出),磁感應(yīng)強度B 隨時間t 變化的規(guī)律如圖乙。在t =" 0" 時刻,一質(zhì)量為m 、電阻為r的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置,從ab位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,t = t0時刻進人磁場,此后磁感應(yīng)強度為B0并保持不變。棒從ab到ef 的運動過程中,電阻R 上的電流大小不變。求:
(1)0~t0時間內(nèi)流過電阻R 的電流I 大小和方向;
(2)金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ;
(3)金屬棒從ab到ef 的運動過程中,電阻R 上產(chǎn)生的焦耳熱Q。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,有一范圍足夠大的勻強磁場,磁感應(yīng)強度,磁場方向垂直紙面向里。在磁場中有一半徑的金屬圓環(huán),磁場與圓環(huán)面垂直,圓環(huán)上分別接有燈、,兩燈的電阻均為。一金屬棒MN與圓環(huán)接觸良好,棒與圓環(huán)的電阻均忽略不計。
(1)若棒以的速率在環(huán)上向右勻速滑動,求棒滑過圓環(huán)直徑的瞬時MN中的電動勢和流過燈的電流;
(2)撤去金屬棒MN,若此時磁場隨時間均勻變化,磁感應(yīng)強度的變化率為,求回路中的電動勢和燈的電功率。
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
某同學(xué)用如圖所示的實驗器材探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。他連接好電路并檢查無誤后,閉合電鍵的瞬間觀察到電流表G指針向右偏轉(zhuǎn)。電鍵閉合后,他將線圈A中的鐵芯快速抽出,電流計指針將________(填“左偏”、“右偏”或“不偏”)
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖,理想變壓器副線圈通過輸電線接兩個相同的燈泡 L1和L2,原線圈輸入電壓不變,輸電線的等效電阻為R。開始時,電鍵S斷開,當(dāng)S閉合時說法中正確的是
A.副線圈兩端的輸出電壓減小 |
B.燈泡L1更亮 |
C.原線圈中的電流增大 |
D.變壓器的輸入功率增大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
一交流發(fā)電機輸出電壓為,加在匝數(shù)比為的理想升壓變壓器的原線圈上,變壓器的副線圈通過總電阻為的輸電線向用戶供電,若發(fā)電機的輸出功率為,則輸電線上消耗的功率為
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖所示的電路中,P為滑動變阻器的滑片。保持理想變壓器的輸入電壓不變,閉合電建S,下列說法正確的是
A.P向下滑動時,燈L變亮 |
B.P向下滑動時,變壓器的輸出電壓不變 |
C.P向上滑動時,[學(xué)-科網(wǎng)變壓器的輸入電流減小 |
D.P向上滑動時,變壓器的輸出功率變大 |
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