某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻r=40Ω的螺线管固定在铁架台上,线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻

某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻r=40Ω的螺线管固定在铁架台上,线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻

题型:上海模拟题难度:来源:
某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻r=40Ω的螺线管固定在铁架台上,线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值40Ω,初始时滑片位于正中间20Ω的位置。打开传感器,将质量m=0.01kg的磁铁置于螺线管正上方静止释放,磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止(磁铁下落中受到的阻力远小于磁铁重力,不发生转动),释放点到海绵垫高度差h=0.25m。计算机屏幕上显示出如图的UI-t曲线。      
(1)磁铁穿过螺线管过程中,螺线管产生的感应电动势最大值约为____________V;
(2)图像中UI出现前后两个峰值,对比实验过程发现,这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的,对这一现象相关说法正确的是____________;
A.线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程
B.如果仅略减小h,两个峰值都会减小
C.如果仅略减小h,两个峰值可能会相等
D.如果仅移动滑片,增大滑动变阻器阻值,两个峰值都会增大
(3)在磁铁下降h=0.25m的过程中,可估算重力势能转化为电能的效率是____________。
答案
(1)1.06(1.0-1.1都对)
(2)ABD
(3)0.8%(0.7%-0.9%都对)
举一反三
如图,长为a、宽为b的矩形线框的左半侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面垂直,线框的对称轴MN恰与磁场边缘平齐。若第一次将线框从磁场中以恒定速度v向右匀速拉出,第二次以同样大小的线速度v让线框转过90°。两次过程中,线框产生的平均感应电动势之比为___________;第一次线框运动到磁场边缘时与第二次线框转过90°时(左侧边均未离开磁场),两次线框的瞬时发热功率之比为___________。
题型:上海期末题难度:| 查看答案
如图所示,abcd为单匝矩形线圈,边长ab=10cm,ad=20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T的匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100πrad/s的角速度匀速旋转,当线圈由图示位置转过180°的过程中,感应电动势的平均值为___________V;当线圈由图示位置转过90°时的瞬间感应电动势大小为___________V。
题型:上海期末题难度:| 查看答案
一个闭合正方形线圈共N匝,边长为L,总电阻R,置于一磁感应强度为B的匀强磁场中,开始时线圈平面与磁场方向垂直。现以其一边轴让线圈绕该边以角速度ω匀速转动,则在线圈由初始位置转过90°的过程中,线圈中的平均电动势为___________,最大电动势为___________。
题型:江苏同步题难度:| 查看答案
如图所示,匀强磁场与导轨平面垂直,导轨间距为L,金属棒AB以恒定速度v0从左端出发向右运动,磁场B随时间的变化关系是B=B0(1+kt),k为已知常数,t=0时金属棒在轨道最左端,当AB从左端向右运动过距离x时,线框内产生的感应电动势为多大?
题型:江苏同步题难度:| 查看答案
在空间的部分区域中有一水平方向的匀强磁场,磁场的边界如图中的虚线所示。有一矩形线框abcd可以绕竖直的转动轴OOˊ匀角速转动,OOˊ恰好与磁场边界重合。在初始时刻,线框平面与磁场方向平行。已知磁场的磁感强度为B,线框ab边的长度为l,bc边的长度为2l,整个线框的电阻为R,线框转动的角速度为ω,试求:
(1)线框位于图示位置时,线框中的感应电动势为多大?
(2)此时,线框ad边流过的感应电流为多大?
题型:北京期中题难度:| 查看答案
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