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如圖2所示，正方形線圈abcd繞對稱軸OO′在勻強磁場中勻速轉動，轉速為n＝120r/min，若已知ab=bc=20cm，匝數N＝20，磁感應強度B＝0.2T．線圈電阻為1Ω，外電阻R＝9Ω，圖示位置線圈平面與磁場方向平行，求：
（1）從圖示位置轉過90°過程中的平均感應電動勢、通過R的電荷量及R上產生的熱量．
（2）從圖示位置轉過60°時的感應電動勢和此時交流電壓表的示數．


見試題分析


【試題分析】
（1）線圈轉動的周期為T=s=0.5s，從圖示位置轉過90°過程中，線圈中發生的磁通量的變化ΔΦ＝BS＝8×10-3Wb，歷時Δt＝＝0.125s，由法拉第電磁感應定律得平均電動勢為＝1.28V．
通過電阻R的平均電流為=0.128A，所以在這個過程中通過R的電荷量為．
線圈在轉動過程中產生的最大感應電動勢為Emax＝NBSω=NBS＝2V，回路中感應電流的最大值為Imax＝=0.2A，在這個過程中，電阻R上產生的熱量為一個周期內產生的熱量的1/4，故所求的熱量為Q=I2R==4.5×10-2J．
（2）如果從轉到圖示位置開始計時，則回路中感應電動勢的瞬時表達式為．而從圖示位置轉過60°所需時間為t＝=s，故此時對應的感應電動勢為e＝2cosV＝1V．而交流電表反映的是電阻R兩端電壓的有效值，故其示數為=1.8V．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，在光滑水平面上用恒力F拉質量1kg的單匝均勻正方形銅線框，在1位置以速度v0=2m/s進入勻強磁場時開始計時t=0，此時線框中感應電動勢0.8V，在t=3s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場．此過程中v-t圖象如圖2所示，那么恒力F的大小為
0.5
0.5
 N，線框完全離開磁場的瞬間位置3速度為
1
1
 m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，正方形線框abcd的質量為m、邊長為乙，線框從垂直紙面向里的水平有界勻強磁場的上方h高度處由靜止自由下落，下落過程中，線框始終在同一豎直平面內，磁場高度為H，cd邊與磁場邊界都沿水平方向，g取l0m/s2．
（1）證明：線框進入磁場的過程中，在任意時刻線框克服安培力做功的功率等于線框的電功率．
（2）若m=0.40kg，L=0.45m，h=0.80m，H=1.45m，且cd邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動，求cd邊剛穿出磁場時線框的加速度大小a1．
（3）在第（2）問中，若線框剛進入磁場時對其施加一豎直方向外力F，使其能以a2=10.0m/s2的加速度豎直向下做勻加速運動，請在圖乙中作出線框abcd進入磁場的過程中外力F隨時間t變化的圖象．
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，在磁感強度B=1.0T的有界勻強磁場中（MN為邊界），用外力將邊長為L=10cm的正方形金屬線框向右勻速拉出磁場，已知在線框拉出磁場的過程中，ab邊受到的磁場力F隨時間t變化的關系如圖2所示，bc邊剛離開磁場的時刻為計時起點（即此時t=0）．
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求：
（1）將金屬框拉出的過程中產生的熱量Q；
（2）線框的電阻R．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

[1]在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，橡皮條的另一端系兩根細繩，細繩端帶有繩套，先用兩個彈簧秤分別勾住繩套并互成角度地拉橡皮條，把橡皮條的結點拉到某-位置Ο并記下該點的位置；再用一個彈簧秤將橡皮條結點拉到同一位置Ο點．
（1）某同學認為在此過程中必須注意以下幾項：
A．兩根細繩必須等長
B．橡皮條應與兩繩夾角的平分線在同一直線上
C．在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行
D．在用兩個彈簧秤同時拉細繩時要注意使兩個彈簧秤的讀數相等
E．在用一個彈簧秤拉時必須將橡皮條的結點拉到用兩個彈簧秤同時拉細繩時記下位置
其中正確的是
 
．（填入相應的字母）
（2）某同學在坐標紙上畫出了如圖1所示的兩個已知力F1和F2，圖中小正方形的邊長表示2N，兩力的合力用F表示，F1．F2與F的夾角分別為θ1和θ2，關于F1．F2與F．θ1和θ2關系正確的有：
 

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A． F1=4N   B． F=12N    C．θ1=45°   D．θ1＜θ2
[2]某同學想描繪一只標稱為“2.5V，1.5W”的小燈泡的伏安特性曲線，實驗室提供下列器材：
A．電流表A1（量程3.0A，內阻約0.2Ω）
B．電流表A2（量程0.6A，內阻約1Ω）
C．電壓表V1（量程3.0V，內阻約3kΩ）
D．電壓表V2（量程15.0V，內阻約10kΩ）
E．滑動變阻器R1（最大阻值為5Ω，最大允許電流為2A）
F．滑動變阻器R2（最大阻值為500Ω，最大允許電流為0.5A）
G．電源E（電動勢3V，內阻為0.25Ω）
H．電鍵、導線若干
（1）為了更好地完成實驗，應選擇的器材為：電流表
 
，電壓表
 
，滑動變阻器
 
；（選填器材前面的字母）
（2）請你在如圖2所示的方框中作出實驗原理圖；
實驗次數 1 2 3 4 5 6 7 8
電壓U/V 0 0.20 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40
電流I/A 0 0.11 0.21 0.33 0.40 0.45 0.48 0.52
（3）正確連接電路后，該同學測出如下表所示的實驗數據，請你在圖3的坐標紙上描出該燈泡的伏安特性曲線（如圖3所示）；
（4）該同學完成實驗后，又將本實驗所用器材按如圖4所示連接，閉合開關后將滑動變阻器滑片從左向右滑動，發現小燈泡先變暗后變亮，則小燈泡最暗時的功率約為
 
W．（結果保留兩位有效數字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

在光滑水平面上，邊長為L的正方形導線框abcd在水平拉力作用下，以恒定的速度v0從勻強磁場的左區B1完全拉進右區B2。在該過程中，導線框abcd始終與磁場的邊界平行。B1 =B2，方向垂直線框向下，中間有寬度為L/2的無磁場區域，如圖2所示。規定線框中逆時針方向為感應電流的正方向。從ab邊剛好出磁場左區域B1開始計時，到cd邊剛好進入磁場右區域B2為止，下面四個線框中感應電流i隨時間t變化的關系圖像中正確的是                (    )

B1
 

B2
 
 

 


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