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如图所示,光滑平行导轨仅其水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,金属杆b静止在导轨的...

如图所示,光滑平行导轨仅其水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,金属杆b静止在导轨的水平部分,金属杆a沿导轨的弧形部分从离地h处由静止开始下滑,运动中两杆始终与轨道垂直并解除良好且它们之间未发生碰撞,已知a杆的质量ma=m0,b杆的质量mb=2m0,且水平导轨足够长,

(1)ab的最终速度分别是多大?

(2)整个过程中回路释放的电能是多少?

(3)若已知a、b杆的电阻之比Ra:Rb=1:2,其余电阻不计,则整个过程中a、b上产生的热量分别是多少?

 

(1)(2)(3); 【解析】(1)以a为研究对象,对a沿导轨的弧形部分下滑h的过程应用动能定理可得:; a沿导轨的水平部分运动过程中切割磁感线,回路中产生感应电流,a受安培力作用减速b受安培力作用加速,当两者速度相等时,电流为零,达到稳定状态; 以a、b两杆为系统,根据动量守恒可得,联立解得; (2)对全过程由功能关系可知,整个过程中回路释放的电能,解得; (3)流过a、b两杆的电流始终相等,两杆a、b上产生的热量之比,又,解得;  
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如图所示,N=50匝的矩形线圈abcd,ab边长,ad边长,放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以n=3000r/min的转速匀速转动,线圈电阻r=1Ω,外电路电阻R=9Ω,t=0时线圈平面与磁感线平行,ab边正转出纸外,cd边转入纸里,求:

(1)t=0时感应电流的方向及感应电动势的瞬时值表达式;

(2)线圈转一圈外力做的功;

(3)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量。

 

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如图所示,某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V,输出的电功率为100 kW,用总电阻为10 Ω的输电线向远处送电。为提高输电效率,发电站安装一变压比为1:20的升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程,求:

(1)输电线上的电流为多少;

(2)降压变压器的变压比为多少;

(3)输电线上损失功率占输电功率的百分比。

 

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如图所示,在光滑水平面上,有竖直向下的匀强磁场,分布在宽度为L的区域内,两个边长均为a(a<L)的单匝闭合正方形线圈甲和乙,分别用相同材料不同粗细的导线绕制而成,且导线的横截面积S : S=1:3。将线圈置于光滑水平面上且位于磁场的左边界,并使两线圈获得大小相等、方向水平向右的初速度,若甲线圈刚好能滑离磁场,则(    

A.乙线圈也刚好能滑离磁场

B.两线圈进入磁场过程中通过导线横截面积电量相同

C.两线圈完全进入磁场后的动能相同

D.甲线圈进入磁场过程中产生热量Q1与乙线圈进入磁场过程中产生热量Q2之比为

 

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如图所示,E为电池,L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D1D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡,S是控制电路的开关.对于这个电路,下列说法中正确的是              (  )

A. 刚闭合开关S的瞬间,通过D1D2的电流大小相等

B. 刚闭合开关S的瞬间,通过D1D2的电流大小不相等

C. 闭合开关S待电路达到稳定,D1熄灭,D2比原来更亮

D. 闭合开关S待电路达到稳定,再将S断开瞬间,D2立即熄灭,D1闪亮一下再熄灭

 

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如图所示,内阻为r的线圈面积为S,共N匝,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,以角速度匀速转动,线圈通过电刷与一个阻值为R的电阻连接,V为理想交流电压表,则下列说法正确的是

A. 以图示位置为计时零点,电流的表达式为

B. 线圈从图示位置开始转过90°角的过程中,通过线圈导线截面的电量为

C. 电压表的读数是

D. 电阻R上消耗的功率为

 

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