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如图所示,位于竖直平面内的矩形金属线圈,边长L1=0.40m、L2=0.25m,...

如图所示,位于竖直平面内的矩形金属线圈,边长L1=0.40m、L2=0.25m,其匝数n=100匝,总电阻r=1.0Ω,线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和R=3.0Ω的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T,在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴O1O2匀速转动,角速度ω=2.0rad/s。求:

(1)电阻R两端电压的最大值;

(2)从线圈通过中性面(即线圈平面与磁场方向垂直的位置)开始计时,经过周期通过电阻R的电荷量;

(3)在线圈转动一周的过程中,整个电路产生的焦耳热。

 

(1)15V;(2)2.5C;(3)157J。 【解析】试题分析:(1)线圈中感应电动势的最大值Em= nBSω,其中S= L1L2 Em= nBSω=nBL1L2ω=20V 线圈中感应电流的最大值Im==5.0A 电阻R两端电压的最大值Um=ImR=15V (2)设从线圈平面通过中性面时开始,经过周期的时间Dt== 此过程中线圈中的平均感应电动势`E = n= n 通过电阻R的平均电流, 通过电阻R的电荷量 (3)线圈中感应电流的有效值I==A 线圈转动一周的过程中,电流通过整个回路产生的焦耳热:Q热=I 2(R+r)T = 50pJ»157J 考点:电磁感应;交流电的最大值与有效值;焦耳定律。  
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考点分析:
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如图所示,发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器),若发电机的输出功率是100 kW,输出电压是250 V,升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25,求:

(1)升压变压器的输出电压和输电导线中的电流;

(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%,求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压。

 

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均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,边长L=0.20m,每边的电阻R=5.0102Ω。将其置于磁感应强度B=0.10T的有界水平匀强磁场上方h=5.0m处,如图9所示。线框由静止自由下落,线框平面始终与磁场方向垂直,且cd边始终与磁场的水平边界平行。取重力加速度g=10m/s2不计空气阻力,求cd边刚进入磁场时,

(1)线框中产生的感应电动势大小;

(2)线框所受安培力的大小;

(3)线框发热功率。

 

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在探究电磁感应现象的实验中,电流表刻度盘上的零刻度线在正中间,当电池的正极接电流表的右接线柱、负极与电流表的左接线柱相碰时,指针向右偏转.如图所示电路,原线圈A放在副线圈B中,在合上电键S的瞬间,电流表指针应向________偏转;将原线圈A从副线圈B中拔出时,电流表指针应向________偏转.

 

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如图所示,先后以速度v1v2(4v1v2),匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中,在先后两种情况下:

(1)线圈中的感应电流之比I1I2____________.

(2)线圈中产生的热量之比Q1Q2____________.

(3)拉力做功的功率之比P1P2______________.

 

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两个电流随时间的变化关系如图甲、乙所示,把它们通入相同的电阻中,则在1 s内两电阻消耗的电能之比WaWb________.

 

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