如图所示,由粗细相同的导线制成的正方形线框边长为L,每条边的电阻均为R,其中ab边材料的密度较大,其质量为m,其余各边的质量均可忽略不计,线框可绕与cd边重合的
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如图所示,由粗细相同的导线制成的正方形线框边长为L,每条边的电阻均为R,其中ab边材料的密度较大,其质量为m,其余各边的质量均可忽略不计,线框可绕与cd边重合的
题型:不详
难度:
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如图所示,由粗细相同的导线制成的正方形线框边长为L,每条边的电阻均为R,其中ab边材料的密度较大,其质量为m,其余各边的质量均可忽略不计,线框可绕与cd边重合的水平轴OO′自由转动,不计空气阻力和摩擦,若线框从水平位置由静止释放,经历时间t到达竖直位置,此时ab边的速度大小为v,若线框始终处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,重力加速度为g.求:
(1)线框至竖直位置时,ab边两端的电压及所受安培力的大小.
(2)在这一过程中,线框中感应电流做的功及感应电动势的有效值.
(3)在这一过程中,通过线框导线横截面的电荷量.
答案
(1)线框运动到竖直位置时,ab边切割磁感线产生感应电动势为:
E=BLv
线框中的电流为:
I=
E
4R
ab两端的电压为
U
ab
=I•3R=
3
4
BLv
ab边所受安培力为
F
安
=BIL=
B
2
L
2
v
4R
(2)线框下落过程中机械能的减少等于线框中产生的焦耳热,所以有:
mgL-
1
2
m
v
2
=Q
所以感应电流做功为
mgL-
1
2
m
v
2
.
又因
Q=(
E
有
4R
)
2
•4R•t
解得:
E
有
=2
(mgL-
1
2
m
v
2
)R
t
(3)对于线框的下摆过程,垂直磁场线框的面积变化为:
△s=L
2
线框中的平均感应电动势为:
.
E
=
△Φ
△t
线框中的平均电流为:
.
I
=
.
E
4R
=
B△S
4R△t
通过导线横截面的电荷量为:
q=
.
I
△t=
B
L
2
4R
答:(1)线框至竖直位置时,ab边两端的电压为
3
4
BLv
,安培力大小为
B
2
L
2
v
4R
.
(2)在这一过程中,线框中感应电流做的功为
mgL-
1
2
m
v
2
,感应电动势的有效值为
E
有
=2
(mgL-
1
2
m
v
2
)R
t
.
(3)在这一过程中,通过线框导线横截面的电荷量
B
L
2
4R
.
举一反三
如图所示的电路中,R
1
=3Ω,R
2
=6Ω,R
3
=6Ω,电源电动势E=24V,内阻不计.当电键S
1
、S
2
均开启和均闭合时,灯泡L都同样正常发光.(1)S
1
、S
2
均开启时,流经灯泡的电流方向从______;(2)S
1
、S
2
均闭合时,流经灯泡的电流方向______;(3)灯泡正常发光时的电阻R=______和灯泡两端电压U=______.
题型:不详
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|
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如图所示,两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场,有一较小的三角形线框abc的ab边与磁场边界平行,现使此线框向右匀速穿过磁场区域,运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直.则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在进入磁场的过程中感应电流随时间变化的规律( )
A.
B.
C.
D.
题型:清远模拟
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如图所示电路中,当滑动变阻器的滑臂向上滑动时( )
A.A、B间的电压增大
B.通过R
1
的电流增大
C.通过R
2
的电流增大
D.通过R
3
的电流增大
题型:不详
难度:
|
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(A)本题中A.B分别为一期教材、二期新教材分叉题,考生选择只能选A组的全部或B组的全部完成.
有两只电压表A和B,量程已知,内阻不知等于多少,另有一干电池(已知电动势不超出电压表的量程,干电池不许拆开),它的内阻不能忽略,但不知等于多少.请只用这两只电压表、电键和一些连接用导线,测量计算出这个电池的电动势.要求如下:(1)画出你测量时所用的电路图(若需要连接两个电路进行测量要画二幅图).
(2)导出计算电动势的式子,并说明实验需测得的物理量.
题型:不详
难度:
|
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如图所示,MN、PQ是两根足够长的平行光滑导轨,两导轨间距为L,导轨平面与水平面的夹角为θ,两导轨间垂直于导轨平面有斜向上的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨MP端连有一阻值为R的电阻,其余电阻不计.若将一垂直于导轨,质量为M的金属棒CD在距NQ端为S处由静止释放,则CD棒滑至底端前,会经历加速运动和匀速运动两个阶段.今用大小为F,方向沿斜面向上的恒力把CD棒从NQ由静止开始推至距NQ端为S处,撤去恒力F,棒CD最后又回到NQ端.
求CD棒自NQ出发至又回到NQ端的整个过程中,有多少电能通过电阻R转化成内能?
题型:不详
难度:
|
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