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如圖(甲) 所示，一固定的矩形導體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場。已知線圈的匝數n=100匝，電阻r=1.0，所圍成矩形的面積=0.040 m2，小燈泡的電阻 9 .6，磁感應強度隨時間按圖(乙)所示的規律變化，線圈中產生的感應電動勢瞬時值的表達式，其中為磁感應強度的最大值，為磁場變化的周期。不計燈絲電阻隨溫度的變化，求：
(1)線圈中產生感應電動勢的最大值；
(2)小燈泡消耗的電功率；
(3)在磁感應強度變化的的時間內，通過小燈泡的電荷量。

解：(1)因為線圈中產生的感應電流變化的周期與磁場變化的周期相同，所以由圖象可知，線圈中產生交變電流的周期為s 所以線圈中感應電動勢的最大值為V (2)根據歐姆定律，電路中電流的最大值為 通過小燈泡電流的有效值為A 小燈泡消耗的電功率為W (3)在磁感應強度變化的內，線圈中感應電動勢的平均值 通過燈泡的平均電流 通過燈泡的電荷量 C
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，一閉合金屬圓環處在垂直圓環平面的勻強磁場中．若磁感強度B隨時間t按如圖（乙）所示的規律變化，設圖中垂直紙面向里為磁場的正方向，環中感應電流沿順時針方向為正方向．則環中電流隨時間變化的圖象可能是圖中的（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，一固定的矩形導體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內均勻分布著與線圈平面垂直的磁場．已知線圈的匝數N=200匝，電阻r=2.0Ω，所圍成矩形的面積S=0.080m2，小燈泡的電阻R=18.0Ω，磁場的磁感應強度隨時間如圖乙所示的規律變化，線圈中產生的感應電動勢的瞬時值的表達式為e=NBmS?
2π
T
COS(
2π
T
)t，其中Bm為磁感應強度的最大值，T為磁場變化的周期．不計燈絲電阻隨溫度的變化，求：
（1）線圈中產生感應電動勢的最大值
（2）通過小燈泡電流的有效值
（3）小燈泡消耗的電功率在磁感應強度變化0～
T
4
 的時間內，通過小燈光的電荷量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，一小型發電機內的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉動，線圈匝數n=100匝．穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間按正弦規律變化，如圖（乙）所示，已知感應電動勢的最大值Em=nωφm，其中φm為穿過每匝線圈磁通量的最大值，π=3.14，

（1）求該發電機的感應電動勢的最大值Em；
（2）請寫出感應電動勢e的瞬時表達式；
（3）將該發電機的輸出端接到如圖（丙）所示的電路A、B端，已知發電機線圈內阻為r=10Ω，圖（丙）中的D為理想二極管（正向電阻為零，反向電阻無窮大），R=90Ω，求交流電流表的讀數I．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，一豎直放置的邊長為L的正方形導線框，其內有垂直框面向外的均勻變化的磁場，磁場變化如圖（乙）所示．導線框兩端分別連平行板電容器的兩極板M、N，M、N的長度和它們之間的距離都是d，兩平行板所在平面與紙面垂直．
（1）一質子沿M、N兩板正中央水平射入，恰好打在N板的中點處．已知質子的質量和電量分別為m、e，求M、N兩板間的電壓UMN和質子入射的初速度v0．
（2）若在M、N間加一垂直紙面的勻強磁場B，質子以初速度v沿兩極板的正中央入射時，恰好沿直線通過兩板，求M、N間所加磁場B的大小和方向．
（3）若在M、N的右側有一垂直M、N板的長接收板P，且在接收板與M、N間也存在（2）中所加的同樣大小與方向的磁場B，則質子以直線通過M、N板之后恰好沒有碰到P板．求M板右端到P板的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

如圖（甲）所示為一種研究高能粒子相互作用的裝置，兩個直線加速器均由k個長度逐個增長的金屬圓筒組成（整個裝置處于真空中，圖中只畫出了6個圓筒，作為示意），它們沿中心軸線排列成一串，各個圓筒相間地連接到正弦交流電源的兩端．設金屬圓筒內部沒有電場，且每個圓筒間的縫隙寬度很小，帶電粒子穿過縫隙的時間可忽略不計．為達到最佳加速效果，需要調節至粒子穿過每個圓筒的時間恰為交流電的半個周期，粒子每次通過圓筒間縫隙時，都恰為交流電壓的峰值．質量為m、電荷量為e的正、負電子分別經過直線加速器加速后，從左、右兩側被導入裝置送入位于水平面內的圓環形真空管道，且被導入的速度方向與圓環形管道中粗虛線相切．在管道內控制電子轉彎的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的A1、A2、A3…An，共n個，均勻分布在整個圓周上（圖中只示意性地用細實線畫了幾個，其余的用細虛線表示），每個電磁鐵內的磁場都是磁感應強度均相同的勻強磁場，磁場區域都是直徑為d的圓形．改變電磁鐵內電流的大小，就可改變磁場的磁感應強度，從而改變電子偏轉的角度．經過精確的調整，可使電子在環形管道中沿圖中粗虛線所示的軌跡運動，這時電子經過每個電磁鐵時射入點和射出點都在圓形運強磁場區域的同一條直徑的兩端，如圖（乙）所示．這就為實現正、負電子的對撞作好了準備．
（1）若正、負電子經過直線加速器后的動能均為E0，它們對撞后發生湮滅，電子消失，且僅產生一對頻率相同的光子，則此光子的頻率為多大？（已知普朗克恒量為h，真空中的光速為c．）
（2）若電子剛進入直線加速器第一個圓筒時速度大小為v0，為使電子通過直線加速器后速度為v，加速器所接正弦交流電壓的最大值應當多大？
（3）電磁鐵內勻強磁場的磁感應強度B為多大？
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