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某同学设计一个发电测速装置,工作原理图如图所示,一个半径为R=0.1 m的圆形金...

某同学设计一个发电测速装置,工作原理图如图所示,一个半径为R0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒OAA端与导轨接触良好,O端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为r的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动.圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m0.5 kg的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B0.5 Ta点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连.测量ab两点间的电势差U可算得铝块速度.铝块由静止释放,下落h0.3 m时,测得U0.15 V.(细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g10 m/s2)

(1)测U时,与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”

(2)求此时铝块的速度大小;

(3)求此下落过程中铝块机械能的损失.

 

(1)正极 (2)2 m/s (3)0.5J 【解析】试题分析:(1)根据右手定则判断感应电动势的方向即可;(2)根据法拉第电磁感应定律列式表示出电压表达式,求解出角速度;然后根据求解此时铝块的速度大小;(3)铝块机械能的损失等于重力势能的减小量与动能增加量的差值. (1)根据右手定则电动势方向从O到A,故a连接着电压表的正极b点相接的是电压表的负极. (2)由法拉第电磁感应定律,得到:,其中:,故:,铝块的速度:,故: (3)此下落过程中铝块机械能的损失:
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考点分析:
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如图,线框由裸导线组成,cdef两边竖直放置且相互平行,导体棒ab水平放置并可沿cdef无摩擦滑动,导体棒ab所在处为匀强磁场B22 T,已知abl0.1 m,整个电路总电阻R=5 Ω.螺线管匝数n=4,螺线管横截面积S0.1 m2.在螺线管内有图示方向磁场B1,若10 T/s均匀增加时,导体棒恰好处于静止状态,试求:(g10 m/s2)

 

(1)通过导体棒ab的电流大小?

 

(2)导体棒ab质量m为多少?

 

 

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如图所示,倾角为α的光滑导轨上端接入一定值电阻,Ⅰ和Ⅱ是边长都为L的两正方形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上,区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B1,恒定不变,区域Ⅱ中磁场随时间按B2kt变化,一质量为m、电阻为r的金属杆穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上,并恰能保持静止.试求:

(1)通过金属杆的电流大小;

(2)定值电阻的阻值为多大?

 

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如图甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,在t时刻(  )

A. 线圈中的电流为零    B. 穿过线圈的磁通量为零

C. 线圈所受的安培力为零    D. 穿过线圈磁通量的变化率最大

 

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如图,M为半圆形导线框,圆心为OMN是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框MNt = 0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过OMON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则(    )

A. 两导线框中均会产生正弦交流电

B. 两导线框中感应电流的周期都等于T

C. 时,两导线框中产生的感应电动势相等

D. 两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等

 

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单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系可用图象表示如图所示,( )

A. t=0时刻,线圈中磁通量最大,感应电动势也最大

B. t=1×10−2s时刻,感应电动势最大

C. t=2×10−2s时刻,感应电动势为零

D. 0−2×10−2s时间内,线圈中感应电动势的平均值为零

 

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