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如图所示,正方形导线框abcd的质量为m,边长为l,导线框的总电阻为R.导线框从...

如图所示,正方形导线框abcd的质量为m,边长为l,导线框的总电阻为R.导线框从有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落,下落过程中,导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内,cd边保持水平.磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,磁场上、下两个界面竖直距离为l,已知cd边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动,重力加速度为g.求:

(1)cd边刚进入磁场时导线框的速度大小;

(2)比较cd边刚进入磁场时cd的电势高低并求出cd两点间的电压大小;

(3)从导线框cd边刚进入磁场到ab边刚离开磁场的过程中,导线框克服安培力所做的功.

 

(1) (2) , (3) W安=2mgl 【解析】(1)设线框cd边刚进入磁场时的速度为v,则在cd边进入磁场过程中产生的感应电动势为E=Blv, 根据闭合电路欧姆定律,通过导线框的感应电流为 导线框受到的安培力为 因cd刚进入磁场时,导线框做匀速运动,所以有F安=mg,以上各式联立得: (2)导线框ab刚进入磁场时,cd边即离开磁场,因此导线框继续做匀速运动,导线框穿过磁场的整个过程中,其动能不变. 设导线框克服安培力做功为W安,根据动能定理有2 mgl-W安=0, 解得:W安=2mgl.  
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如图所示,有一台小型发电机,其矩形线圈的匝数n=200匝,线圈面积S=0.01m2,线圈电阻r=0.5Ω,磁场的磁感应强度时,产生频率f=50Hz的单相正弦交变电流,供电给“220V  2200W”的电器让其正常工作.求:

(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时表达式;

(2)发动机输出端交流电压表的示数;

(3)电阻R的阻值.

 

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风力发电作为新型环保新能源,近几年来得到了快速发展,如图所示风车阵中发电机输出功率为100kW,输出电压是250V,用户需要的电压是220V,输电线总电阻为10Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%,试求:

(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比;

(2)输电线损失的电压为多少,用户得到的电功率是多少?

 

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利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况,图甲为某工厂成品包装车间的光传感记录器示意图,光传感器B能接收到发光元件A发出的光,每当工件挡住A发出的光时,光传感器就输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示.若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为0.2 m,则传送带运动的速度是________,该传送带每分钟输送________个工件。

 

 

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研究电磁感应现象的实验中,首先按图甲接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路,在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央。则在图乙中

(1)S闭合时,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针________(填右偏、不偏、左偏)

(2)线圈A放在B中不动时,指针将________(填右偏、不偏、左偏)

(3)线圈A放在B中不动,突然断开开关S,电流表指针将________(填右偏、不偏、左偏)

 

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如图(甲)所示,左侧接有定值电阻R=2Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,导轨间距为L=1m.一质量m=2kg,阻值r=2Ω的金属棒在拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动,金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25,g=10m/s2.金属棒的速度-位移图象如图(乙)所示,则从起点发生s=1m位移的过程中(   )

A. 拉力做的功W=9.25J

B. 通过电阻R的电荷量q=0.125C

C. 整个系统产生的总热量Q=5.25J

D. 电阻R产生的热量Q=0.125J

 

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