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如圖所示,在平面內有一扇形金屬框,其半徑為邊與軸重合,邊與軸重合,且為坐標原點,邊與邊的電阻不計,圓弧上單位長度的電阻為。金屬桿MN長度為L,放在金屬框上,MN與邊緊鄰,金屬桿ac長度的電阻為R0。磁感應強度為B的勻強磁場與框架平面垂直并充滿平面。現對MN桿施加一個外力(圖中未畫出),使之以C點為軸順時針勻速轉動,角速度為。求:

(1)在MN桿運動過程中,通過桿的電流I與轉過的角度間的關系;

(2)整個電路消耗電功率的最小值是多少?

 

【答案】

(1) (2)

【解析】

試題分析:(1)電路中感應電動勢     (2分)

設金屬桿的電阻為R0 (2分。能與其他字母區分即可),則電路總電阻

    (2分)

桿中電流I與桿轉過的角度θ的關系為     (1分)

(2)由于總電阻,圓弧總長度是定值,所以,當 時,即時,總電阻R有最大值。(2分)此時,(1分)此時,電路消耗電功率的最小值是  (2分)

考點:考查了導體切割磁感線運動

點評:本題由于是半徑切割磁感線運動,需要注意桿的等效切割速度,然后根據歐姆定律分析解題,綜合性比較強,

 

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在平面內有一點,其坐標為(3,4)cm,所在直線右下方有垂直于紙面向里的勻強磁場,所在直線左上方有平行于向上的勻強電場,電場強度E=100V/m。現有質量m=1×10-8kg,電量q=2×10-3C帶正電的粒子,從坐標原點以初速度v =1×103m/s垂直于磁場方向射入磁場,經過點時速度方向與垂直并進入電場,在經過電場中的M點(圖中未標出)時的動能為點時動能的3倍,不計粒子重力。求:(已知

(1)磁感應強度的大小;

(2)OM兩點間的電勢差;

(3)M點的坐標及粒子從運動到M點的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013河南鄭州市一模)如圖所示,在平面內有一扇形金屬框,其半徑為邊與軸重合,邊與軸重合,且為坐標原點,邊與邊的電阻不計,圓弧上單位長度的電阻為。金屬桿MN長度為L,放在金屬框上,MN與邊緊鄰。磁感應強度為B的勻強磁場與框架平面垂直并充滿平面。現對MN桿施加一個外力(圖中未畫出),使之以C點為軸順時針勻速轉動,角速度為。求:

(1)在MN桿運動過程中,通過桿的電流I與轉過的角度間的關系;

(2)整個電路消耗電功率的最小值是多少?

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科目:高中物理 來源:2012-2013年黑龍江大慶鐵人中學高二下第一次檢測物理試卷(帶解析) 題型:計算題

如圖所示,在平面內有一扇形金屬框,其半徑為邊與軸重合,邊與軸重合,且為坐標原點,邊與邊的電阻不計,圓弧上單位長度的電阻為。金屬桿MN長度為L,放在金屬框上,MN與邊緊鄰,金屬桿ac長度的電阻為R0。磁感應強度為B的勻強磁場與框架平面垂直并充滿平面。現對MN桿施加一個外力(圖中未畫出),使之以C點為軸順時針勻速轉動,角速度為。求:

(1)在MN桿運動過程中,通過桿的電流I與轉過的角度間的關系;
(2)整個電路消耗電功率的最小值是多少?

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科目:高中物理 來源:2013-2014學年山西省高二上學期期中考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,在平面內有一個以為圓心、半徑R=0.1m的圓,P為圓周上的一點,兩點連線與軸正方向的夾角為。若空間存在沿軸負方向的勻強電場,場強大小,則兩點的電勢差可表示為(   )

A.       B.

C.       D.

 

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