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 如圖甲所示區域(圖中直角坐標系Oxy的2、4象限)內有勻強磁場,磁感應強度方向垂直于圖面向里,大小為B,半徑為l、圓心角為60°的扇形導線框OPQ以角速度ω繞O點在圖面內沿順時針方向勻速轉動,導線框回路電阻為R。

(1)求線框中感應電流的最大值I0和交變感應電流的頻率f;

(2)在圖乙上畫出線框轉一周的時間內感應電流I隨時間t變化的圖象。(規定與圖甲中線框的位置相應的時刻為0,沿OQP方向為感應電流的正方向)

 

 

 

 

 

 

 

 

 (1)在從圖中位置開始(t=0)轉過60°的過程中,經△t,轉角△θ=ωt,回路的磁通增量為:△Ф=△θl2B      

由法拉第電磁感應定律,感應電動勢為:E=△Ф/△t      

因為是勻速轉動,這就是最大的感應電動勢。           

由歐姆定律可求得:I0=ωBl2/2R                       

由題及圖分析可知,線框每轉過180°完成一個周期,所以感應電流的頻率等于線框旋轉頻率的2倍,即:f=ω/π        

(2)圖象如圖所示 

 

 

 

 

 

 

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,空間有Ⅰ區和Ⅲ區兩個有理想邊界的勻強磁場區域,磁感應強度大小均為B,方向如圖所示.兩磁場區域之間有寬度為s的無磁場區域Ⅱ.abcd是由均勻電阻絲做成的邊長為L(L>s)的正方形線框,每邊的電阻為R.線框以垂直磁場邊界的速度v水平向右勻速運動,從Ⅰ區經過Ⅱ區完全進入Ⅲ區,線框ab邊始終與磁場邊界平行.求:
(1)當ab邊在Ⅱ區運動時,dc邊所受安培力的大小和方向;
(2)線框從完全在Ⅰ區開始到全部進入Ⅲ區的整個運動過程中產生的焦耳熱;
(3)請在圖乙的坐標圖中畫出,從ab邊剛進入Ⅱ區,到cd邊剛進入Ⅲ區的過程中,
d、a兩點間的電勢差Uda隨時間t變化的圖線.其中E0=BLv.
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示區域(圖中直角坐標系Oxy的1、3象限)內存在勻強磁場,磁感應強度方向垂直于紙面向里,大小為B.半徑為l,圓心角為60°的扇形導線框OPQ以角速度ω繞固定轉軸O在紙面內沿逆時針方向勻速轉動,導線框回路電阻為R.精英家教網
(1)求線框中感應電流的最大值I0及變化的周期.
(2)如果外力垂直作用在OP的中點,則外力的最大值為多少?在電流變化一個周期內,外力做的功是多少?
(3)在圖乙中,畫出線框在旋轉一周的時間內感應電流I隨時間t的變化的圖象.(規定圖甲中線框位置的相應時刻為t=0,線框中逆時針電流方向為正)

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,K與虛線MN之間是加速電場,虛線MN與PQ之間是正交的勻強電場和勻強磁場區域,電場與磁場的方向如圖.MN、PQ與熒光屏三者互相平行.一帶正電的粒子(不計重力)由靜止開始經加速電場后從A點垂直方向進入正交電磁場區,沿水平直線打在熒光屏的O點.現撤除MN與PQ間的磁場,而將同樣大小和方向的磁場充滿PQ與熒光屏之間,如圖乙所示.其他條件不變,帶電粒子在離開偏轉電場后進入勻強磁場,最后恰好垂直地打在熒光屏上.已知電場和磁場區域在豎直方向足夠長,加速電場電壓與偏轉電場的場強關系為U=
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Ed,式中的d是偏轉電場的寬度.若題中只有偏轉電場的寬度d為已知量,則
(1)畫出乙圖中帶電粒子軌跡示意圖;
(2)磁場的寬度L為多少?
(3)帶電粒子在電場和磁場中在豎直方向的偏轉距離分別是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,空間有Ⅰ區和Ⅲ區兩個有理想邊界的勻強磁場區域,磁感應強度大小均為B,方向如圖所示。兩磁場區域之間有寬度為s的無磁場區域Ⅱ。abcd是由均勻電阻絲做成的邊長為LLs)的正方形線框,每邊的電阻為R。線框以垂直磁場邊界的速度v水平向右勻速運動,從Ⅰ區經過Ⅱ區完全進入Ⅲ區,線框ab邊始終與磁場邊界平行。求:

(1)當ab邊在Ⅱ區運動時,dc邊所受安培力的大小和方向;

(2)線框從完全在Ⅰ區開始到全部進入Ⅲ區的整個運動過程中產生的焦耳熱;

(3)請在圖乙的坐標圖中畫出,從ab邊剛進入Ⅱ區,到cd邊剛進入Ⅲ區的過程中,

da兩點間的電勢差Uda隨時間t變化的圖線。其中E0 = BLv

 

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()1. 如圖甲所示區域(圖中直角坐標系Oxy的1、3象限)內存在勻強磁場,磁感應強度方向垂直于紙面向里,大小為B。半徑為l,圓心角為60°的扇形導線框OPQ以角速度ω繞固定轉軸O在紙面內沿逆時針方向勻速轉動,導線框回路電阻為R。

(1)求線框中感應電流的最大值I0及變化的周期。

(2)如果外力垂直作用在OP的中點,則外力的最大值為多少?在電流變化一個周期內,外力做的功是多少?

(3)在圖乙中,畫出線框在旋轉一周的時間內感應電流I隨時間t的變化的圖象。(規定圖甲中線框位置的相應時刻為t=0,線框中逆時針電流方向為正)

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