如图甲示,在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r=1m、电阻为R=3.14Ω的金属圆形线框,当磁场按图乙所示规律变化时,线框中有感应电流产生.(1
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如图甲示,在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r=1m、电阻为R=3.14Ω的金属圆形线框,当磁场按图乙所示规律变化时,线框中有感应电流产生.(1
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如图甲示,在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r=1m、电阻为R=3.14Ω的金属圆形线框,当磁场按图乙所示规律变化时,线框中有感应电流产生.
(1)在图丙中画出感应电流随时间变化的i-t图象(以逆时针方向为正)
(2)求出线框中感应电流的有效值.
答案
(1)由法拉第电磁感应定律知:E=
△B•S
△t
i=
π
r
2
△B
R△t
0-1S内,
i
1
=
2π
r
2
3.14
=2A
,根据楞次定律得方向逆时针,为正;
1-3S内,i
2
=1A,方向顺时针,为负
故感应电流随时间变化的图象如图所示
(2)根据电流的热效应知:
i
21
R•1+
i
22
R•2=
I
2
R•3
I=
2
A=1.41A
答:(1)如图
(2)线框中感应电流的有效值是1.41A.
举一反三
在如图所示电路中,当滑动变阻器R的滑片P向下移动时,电压表V和电流表A的示数变化是( )
A.V的示数增大,A的示数减小
B.V和A的示数都增大
C.V和A的示数都减小
D.V的示数减小,A的示数增大
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在图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r.将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中,关于各电表示数的变化,下列判断中正确的是( )
A.电压表V的示数变小
B.电流表A
2
的示数变小
C.电流表A
1
的示数变小
D.电流表A的示数变大
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如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53
0
角放置,导轨间接一阻值为3Ω的电阻R,导轨电阻忽略不计.在两平行虚线L
1
、L
2
间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场区域的宽度为d=0.5m.导体棒a的质量为m
a
=0.2kg,电阻Ra=3Ω;导体棒b的质量为m
b
=0.1kg,电阻R
b
=6Ω;它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好,现从图中的M、N处同时将它们由静止开始释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,当b刚穿出磁场时,a正好进入磁场.取重力加速度g=10m/s
2
,sin53°=0.8且不计a、b之间电流的相互作用,求:
(1)在整个过程中,a、b两导体棒分别克服安培力做的功;
(2)在a穿越磁场的过程中,a、b两导体棒上产生的焦耳热之比;
(3)M点和N点之间的距离.
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如图所示,R
1
=14.0Ω,R
2
=9.0Ω.当开关S扳到位置1时,测得电流I
1
=0.20A;扳到位置2时,测得电流I
2
=0.30A.求电源的电动势和内阻.
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如图所示,由六根相同的金属棒组成了一个“6”字形的框架,每根金属棒长为L,电阻为R,匀强磁场的宽度也为L.设框架在通过磁场过程中以速度v做匀速直线运动,从ab进入磁场开始计时,f、c两点的电势差U
fc
随距离变化的图象正确的是( )
A.
B.
C.
D.
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