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如图所示,PM、QN是两根半径为d的光滑的圆弧轨道,其间距为L,O、P连线水平,...

如图所示,PMQN是两根半径为d的光滑的圆弧轨道,其间距为LOP连线水平,MN在同一水平高度,圆弧轨道电阻不计,在其上端连有一阻值为R的电阻,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻为r的金属棒从轨道的顶端PQ处由静止开始下滑,到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg,求:

(1)棒到达最低点时金属棒两端的电压;

(2)棒下滑过程中金属棒产生的热量;

(3)棒下滑过程中通过金属棒的电荷量。

 

(1) ; (2) ; (3) ; 【解析】(1)在轨道里的最低点MN处 解得 电动势 得:电压 (2)由动能定理(能量守恒)得 得金属棒产生的热量为 (3)电量,, 得到 本题考查圆周运动和电磁感应现象,在最低点由合力提供向心力,可求得速度大小,由E=BLv可求得感应电动势,再由欧姆定律可求得路端电压大小,在金属棒运动过程中,重力势能转化为动能和焦耳热,串联电路中电流相等,结合焦耳热公式可知r和R的焦耳热分配与电阻成正比,由此可求得r上的焦耳热  
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考点分析:
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发电机的端电压为220 V,输出功率为44 kW,输电导线的电阻为0.2 Ω,如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压,经输电线路后,再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户.

(1)画出全过程的线路图;

(2)求用户得到的电压和功率;

(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的功率和电压.

 

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如图所示矩形线圈abcd在磁感应强度B=2 T的匀强磁场中绕轴OO′以角速度ω=10π rad/s匀速转动线圈共10匝电阻r=5 Ω,ab=0.3 m,bc=0.6 m,负载电阻R=45 Ω。求:

(1)写出从图示位置开始计时线圈中感应电动势的瞬时值表达式;

(2)电阻R在0.05 s内产生的热量;

(3)0.05 s内流过电阻R上的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动)。

 

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如图所示,导线框abcd固定在竖直平面内,bc段的电阻为R,其它电阻均可忽略,ef是一电阻可忽略的水平放置的导体杆,杆长为L,质量为m,杆的两端分别与abcd保持良好接触,又能沿它们无摩擦地滑动.整个装置放在磁感强度为B的匀强磁场中,磁场方向与框面垂直,现用一恒力F竖直向上拉ef,当ef匀速上升时,其速度V的大小为多少?(重力加速度为g)

 

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图甲为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0 Ω,定值电阻R=2.0 Ω,AB间电压U=6.0 V。开关S原来闭合,电路处于稳定状态,在t1=1.0×10-3 s时刻断开开关S,此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。则线圈L的直流电阻 RL=____;断开开关后通过电灯的电流方向为____(选填“向左”或“向右”);在t2=1.6×10-3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小为____ 

 

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如图所示,理想变压器的原线圈接在220 V、50 Hz的正弦交流电源上,线圈接有一理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大)和一阻值为10 Ω的电阻,已知原副线圈的匝数比为2:1.则二极管的耐压值至少为________V,电阻R上1 s内产生的焦耳热为________J,电阻R上电流的有效值为________A.

 

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