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如圖甲所示,光滑絕緣水平桌面上直立一個單匝矩形導(dǎo)線框,線框的邊長LAB=0.3m,LAD=0.2m,總電阻為R=0.1Ω.在直角坐標(biāo)系xoy中,有界勻強磁場區(qū)域的下邊界與x軸重合,上邊界滿足曲線方程y=0.2sinx(m),磁感應(yīng)強度大小B=0.2T.線框在沿x軸正方向的拉力F作用下,以速度v=10m/s水平向右做勻速直線運動,則下列判斷正確的是( )

A.線框中的電流先沿逆時針方向再沿順時針方向
B.線框中感應(yīng)電動勢的最大值為0.4V
C.線框中感應(yīng)電流有效值為4A
D.線框穿過磁場區(qū)域的過程中外力做功為0.048J
【答案】分析:線框的一邊做切割磁感線運動,根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向;線框產(chǎn)生正弦式感應(yīng)電流,當(dāng)切割長度最大時,感應(yīng)電流最大,拉力最大,拉力功率最大.線框右邊和左邊分別切割磁感線,產(chǎn)生正弦式交變電流,可用切割感應(yīng)電動勢公式、安培力和功知識求解.
解答:解:A、由圖知,穿過線框的磁方向始終向里,線框進入磁場時磁通量增加,離開磁場時磁通量減小,根據(jù)楞次定律判斷得知:線框中的電流先沿逆時針方向再沿順時針方向.故A正確.
B、線框最大的有效切割長度等于Lm=LAD=0.2m,則感應(yīng)電動勢最大值為Em=BLmv=0.2×0.2×10V=0.4V.故B正確.
C、感應(yīng)電流最大值為Im==4A,由于線框產(chǎn)生正弦式感應(yīng)電流,則感應(yīng)電流有效值為I==2A.故C錯誤.
D、線框穿過磁場區(qū)域的過程中外力做功等于線框產(chǎn)生的總熱量.整個過程拉力做功
W=I2Rt,
又t==s=0.06s,
代入解得,W=0.048J.故D正確.
故選ABD
點評:本題要注意是線框中產(chǎn)生的是正弦式電流,求電功要用電動勢的有效值,正弦式電流的最大值是有效值的倍.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,光滑絕緣斜面AB,高h=0.1m,底端B與一塊質(zhì)量為M=2kg的均勻、水平放置的絕緣平板光滑連接,平板長為L=1m,其距B端0.6m處C固定在高為R=0.5m的豎直支架上,支架的下端與垂直于紙面的固定轉(zhuǎn)軸O連接,平板可繞轉(zhuǎn)軸O沿順時針方向翻轉(zhuǎn),在支架正上方有一個水平向右的有界勻強電場E.在斜面頂端A放置帶正電q=1×10-5C的很小的物體,質(zhì)量為m,使其由靜止滑下,沿平板進入電場,能滑過D點,并從D點飛出到水平地面上,設(shè)物體從D點飛出的水平距離為x,如圖乙是x2與E圖象,重力加速度g取10m/s2.問:

(1)圖乙中物體的質(zhì)量m為多大?物體與平板間的動摩擦因數(shù)μ是多大?
(2)為保證不同質(zhì)量物體都能滑過D點,且平板不翻轉(zhuǎn),求物體的質(zhì)量的取值范圍?
(3)為保證不同質(zhì)量物體都能滑過D點,且平板不翻轉(zhuǎn),求水平勻強電場E的大小范圍?
(4)平板出現(xiàn)漏電是常有的事情(漏電不影響電場分布),假設(shè)圖乙中物體m的帶電減少量△q隨在平板上滑過的長度成正比,即△q=ks(k=5×10-6C/m),為保證物體滑到D點并且飛出的水平距離為1m,求此時勻強電場E的大小;請在圖乙中畫出平板漏電情況下的x2與E圖象.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,光滑絕緣水平面上,磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場以虛線MN為左邊界,磁場的方向豎直向下.MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg,bc邊長L1=0.2m,總電阻R=2Ω的矩形線圈abcd.t=0s時,用一恒定拉力F拉線圈,使其由靜止開始向右做勻加速運動,經(jīng)過1s,線圈的bc邊到達磁場邊界MN,此時立即將拉力F改為變力,又經(jīng)過1s,線圈恰好完全進入磁場.整個運動過程中,線圈中感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象如圖乙所示.求:
(1)線圈bc邊剛進入磁場時的速度v1和線圈在第1s內(nèi)運動的距離x;
(2)線圈ab邊的長度L2
(3)ad邊剛要進入磁場時,拉力的功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?崇明縣二模)如圖甲所示,光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈  abcd的質(zhì)量為m、電阻為R、面積為S,ad邊長度為L,其右側(cè)是有左右邊界的勻強磁場,磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強度大小為B,ab邊長度與有界磁場區(qū)域?qū)挾认嗟龋趖=0時刻線圈以初速度v0進入磁場,在t=T時刻線圈剛好全部進入磁場且速度為vl,此時對線圈施加一沿運動方向的變力F,使線圈在t=2T時刻線圈全部離開該磁場區(qū),若上述過程中線圈的v-t圖象如圖乙所示,整個圖象關(guān)于t=T軸對稱.則下列各項正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈  abcd的質(zhì)量為m、電阻為R、面積為S,ad邊長度為L,其右側(cè)是有左右邊界的勻強磁場,磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強度大小為B,ab邊長度與有界磁場區(qū)域?qū)挾认嗟龋趖=0時刻線圈以初速度v0進入磁場,在t=T時刻線圈剛好全部進入磁場且速度為vl,此時對線圈施加一沿運動方向的變力F,使線圈在t=2T時刻線圈全部離開該磁場區(qū),若上述過程中線圈的v-t圖象如圖乙所示,整個圖象關(guān)于t=T軸對稱.則0-T時間內(nèi),線圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為
 
,從T-2T過程中,變力F做的功為
 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,光滑絕緣水平面上,磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場以虛線MN為左邊界,MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg,bc邊長L1=0.2m,電阻R=2Ω的矩形線圈abcd.t=0時,用一恒定拉力F拉線圈,使其由靜止開始向右做勻加速運動,經(jīng)過時間1s,線圈的bc邊到達磁場邊界MN,此時立即將拉力F改為變力,又經(jīng)過1s,線圈恰好完全進入磁場.整個運動過程中,線圈中感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖象如圖乙所示.
(1)求線圈bc邊剛進入磁場時的速度v1和線圈在第ls內(nèi)運動的距離x;
(2)寫出第2s內(nèi)變力F隨時間t變化的關(guān)系式;
(3)求出線圈ab邊的長度L2
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同步練習(xí)冊答案
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