題目列表(包括答案和解析)
如圖所示,半徑為a的圓形區(qū)域(圖中虛線)內(nèi)有勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.2T,半徑為b的金屬圓環(huán)與圓a同心、共面地放置,磁場與環(huán)面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2,兩燈的電阻均為2Ω,一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好,棒與環(huán)的電阻均忽略不計。
(1)若棒以υ0=5m/s的速率沿環(huán)面向右勻速滑動,求棒滑過圓環(huán)直徑OO1的瞬間MN中的電動勢和流過燈L1的電流。
(2)撤去中間的金屬棒MN,將左面的半圓弧OL1O1以OO1為軸翻轉(zhuǎn)90°,若此后B隨時間均勻變化,其變化率,求L2的功率。
(1)若棒以v0=5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動,求棒滑過圓環(huán)直徑OO'的瞬時(如圖所示)MN中的電動勢和流過燈L1的電流。
(2)撤去金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O'以OO'為軸向上翻轉(zhuǎn)90°,若此時磁場隨時間均勻變化,其變化率為=T/s,求L1的功率。
半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場,磁感強度為B=0.2T,磁場方向垂直紙面向里,半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置,磁場與環(huán)面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2,兩燈的電阻均為R0=2Ω,一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好,棒與環(huán)的電阻均忽略不計。
(1)若棒以v0=5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動,求棒滑過圓環(huán)直徑OO'的瞬時(如圖所示)MN中的電動勢和流過燈L1的電流。
(2)撤去金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O'以OO'為軸向上翻轉(zhuǎn)90°,若此時磁場隨時間均勻變化,其變化率為=T/s,求L1的功率。
(1)若棒以v0=
圖
(2)撤去中間的金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O′以O(shè)O′為軸向上翻轉(zhuǎn)90°,若此時磁場隨時間均勻變化,其變化率為 T/s,求L1的功率.
半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場,磁感應(yīng)強度為B=0.2 T,磁場方向垂直紙面向里,半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置,磁場與環(huán)面垂直,其中a=0.4 m,b=0.6 m.金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2,兩燈的電阻均為R0=2 Ω,一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好,棒與環(huán)的電阻均忽略不計.
(1)若棒以v0=5 m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動,求棒滑過圓環(huán)直徑OO′的瞬時(如圖16-2-12所示)MN中的電動勢和流過燈L1的電流.
圖16-2-12
(2)撤去中間的金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O′以O(shè)O′為軸向上翻轉(zhuǎn)90°,若此時磁場隨時間均勻變化,其變化率為 T/s,求L1的功率.
1.B.提示:將圓環(huán)轉(zhuǎn)換為并聯(lián)電源模型,如圖
2.CD 3.AD
4.Q=IΔt=或Q=
5.(1)3.2×10-2 N (2)1.28×10-2 J
提示:將電路轉(zhuǎn)換為直流電路模型如圖.
6.(1)電壓表 理由略
(2)F=1.6 N (3)Q=
7.(1)如圖所示,當EF從距BD端s處由靜止開始滑至BD的過程中,受力情況如圖所示.安培力:F安=BIl=B
根據(jù)牛頓第二定律:a= ①
所以,EF由靜止開始做加速度減小的變加速運動.當a=0時速度達到最大值vm.
由①式中a=0有:Mgsinθ-B
vm=
(2)由恒力F推至距BD端s處,棒先減速至零,然后從靜止下滑,在滑回BD之前已達最大速度vm開始勻速.
設(shè)EF棒由BD從靜止出發(fā)到再返回BD過程中,轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為ΔE.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律:
Fs-ΔE=Mvm2 ③
ΔE=Fs-M()2 ④
8.(1)每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
E1=Bl=Bl2ω=×0.4×103×(0.5)2 V=50 V.
(2)兩根棒一起轉(zhuǎn)動時,每半根棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相同、方向相同(從邊緣指向中心),相當于四個電動勢和內(nèi)阻相同的電池并聯(lián),得總的電動勢和內(nèi)電阻
為E=E1=50 V,r=R0=0.1 Ω
當電鍵S斷開時,外電路開路,電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)等于電源電動勢,為50 V.
當電鍵S′接通時,全電路總電阻為
R′=r+R=(0.1+3.9)Ω=4Ω.
由全電路歐姆定律得電流強度(即電流表示數(shù))為
I= A=
此時電壓表示數(shù)即路端電壓為
U=E-Ir=50-12.5×0.1 V=48.75 V(電壓表示數(shù))
或U=IR=12.5×3.9 V=48.75 V
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