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如图所示,边长为L的正方形线圈abcd,其匝数为n,总电阻为r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B.若线圈从图示位置开始,以角速度ω绕OO′轴匀速转动,则以下判断中正确的是

A.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e=nBL2ωsinωt
B.在t=时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零,此时磁通量随时间变化最快
C.从t=0时刻到t=时刻,电阻R上产生的热量为Q=n2B2L4πωR/16(R+r)2
D.从t=0时刻到t=时刻,通过R的电荷量q=BL2/2R
BC

试题分析:闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=Emsinωt,而Em=nBSω,所以e=nBL2ωsinωt.故A错误;在t=时刻,穿过线圈的磁通量为零,但线框的切割速度最大,因此产生的电动势也最大,所以磁通量随时间变化最快,故选项B正确;电阻R上电压的最大值为,有效值为,所以电阻R上产生的热量为,故选项C正确;通过R的电量,故选项D错误。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在xOy平面内有一条抛物线金属导轨,导轨的抛物线方程为y2=4x,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向里,一根足够长的金属棒ab垂直于x轴从坐标原点开始,以恒定速度v沿x轴正方向运动,运动中始终与金属导轨保持良好接触形成闭合回路,如图甲所示。则图乙所示图象中能表示回路中感应电动势大小随时间变化的图象是(  )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。

求(1)此过程杆的速度最大值Vm
(2)此过程流过电阻R的电量。

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边长为a的闭合金属正三角形框架,左边竖直且与磁场右边界平行,完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中.现把框架匀速水平向右拉出磁场,如图所示,则下列图象与这一过程相符合的是(  ).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,两条平行金属导轨ab、cd置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,两导轨间的距离l=0.6m,导轨间连有电阻R。金属杆MN垂直置于导轨上,且与轨道接触良好,现使金属杆MN沿两条导轨向右匀速运动,产生的感应电动势为3V。由此可知,金属杆MN滑动的速度大小为              m/s;通过电阻R的电流方向为            (填“a R c”或“c R a”)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属线框,线框上下边的距离小于磁场边界bd间距离,下边水平。线框从水平面a处由静止开始下落。已知磁场上下边界bd之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线框下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时,线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd,且线框匀速通过d水平面,则下列判断中正确的是
A.由于线框在c处速度大于b处的速度,根据安培力推导公式,则Fc>Fb
B.由于线框在c处速度小于d处的速度,根据安培力推导公式,则Fc< Fd
C.由于线框在b处速度小于d处的速度,根据安培力推导公式,则Fb < Fd
D.以上说法均不正确

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分) 如图所示,光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距L=1.0 m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0 T,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量m=2.0 kg的金属杆ab垂直导轨放置,用变力F沿导轨平面向上拉金属杆ab, 若金属杆ab以恒定加速度a=2 m/s2, 由静止开始做匀变速运动,则:(g="10" m/s2

(1) 在5 s内平均感应电动势是多少?
(2) 第5 s末,回路中的电流多大?
(3) 第5 s末,作用在ab杆上的外力F多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,导体框架的平行导轨间距d=1m,框架平面与水平面夹角=30°,匀强磁场方向垂直框架平面向上,且B=0.2T,导体棒ab的质量m=0.2kg,R=0.1,水平跨在导轨上,且可无摩擦滑动(g取10m/s2)求:

⑴ab下滑的最大速度
⑵以最大速度下滑时,ab棒上的电热功率。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

一单匝矩形线圈abcd放置在水平面内,线圈面积为S = 100cm2,线圈处在匀强磁场中,磁场方向与水平方向成30°角,求:

(1)若磁场的磁感应强度B = 0.1T,则穿过线圈的磁通量为多少?
(2)若磁感应强度方向改为与线圈平面垂直,且大小按B = 0.1+0.2t(T)的规律变化,线圈中产生的感应电动势为多大?

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