如图所示,由粗细均匀、同种金属导线构成的正方形线框abcd放在光滑的水平桌面上,线框边长为L,其中ab段的电阻为R。在宽度也为L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向竖直向下。线框在水平拉力的作用下以恒定的速度v通过匀强磁场区域,线框始终与磁场方向垂直且无转动。求:
(1)在线框的cd边刚进入磁场时,bc边两端的电压Ubc;
(2)为维持线框匀速运动,水平拉力的大小F;
(3)在线框通过磁场的整个过程中,bc边金属导线上产生的热量Qbc。
某校科技小组的同学设计了一个传送带测速仪,测速原理如图所示。在传送带一端的下方固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B、方向垂直传送带平面(纸面)向里、有理想边界的匀强磁场,且电极之间接有理想电压表和电阻R,传送带背面固定有若干根间距为d的平行细金属条,其电阻均为r,传送带运行过程中始终仅有一根金属条处于磁场中,且金属条与电极接触良好。当传送带以一定的速度匀速运动时,电压表的示数为U。则下列说法中正确的是
A.传送带匀速运动的速率为
B.电阻R产生焦耳热的功率为
C.金属条经过磁场区域受到的安培力大小为
D.每根金属条经过磁场区域的全过程中克服安培力做功为
如下图所示,一水平放置的平行导体框宽度L=0.5m,接有R=0.2Ω的电阻,磁感应强度B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下,现有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框架滑动,框架及导体棒ab电阻都不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时,试求:
(1)导体棒ab上的感应电动势E的大小及感应电流的方向;
(2)要维持ab向右匀速运动,作用在ab上的水平外力F应为多少?
(3)电阻R上产生的热功率P多大?
如图是某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图.他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动,铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连.摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场(可视为匀强磁场)垂直.摇动时,铜芯线所围成半圆周的面积S=2m2,转动角速度ω=rad/s,用电表测得电路中电流 I=40μA,电路总电阻R=10Ω,取.
(1)求该处地磁场的磁感应强度B;
(2)从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时,求其转过四分之一周的过程中,通过电流表的电量q;
(3)求铜芯线转动一周的过程中,电路产生的焦耳热Q.
如图所示,竖直面内有一个闭合导线框ACDE(由细软导线制成)挂在两固定点A.D上,水平线段AD为半圆的直径,在导线框的E处有一个动滑轮,动滑轮下面挂一重物,使导线处于绷紧状态。在半圆形区域内,有磁感应强度大小为B.方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。设导线框的电阻为r,圆的半径为R,在将导线上的C点以恒定角速度ω(相对圆心O)从A点沿圆弧移动的过程中,若不考虑导线中电流间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中,导线框中感应电流的方向先逆时针,后顺时针
B.在C从A点沿圆弧移动到图中 ∠ADC=30°位置的过程中,通过导线上C点的电量为
C.当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时,导线框中的感应电动势最大
D.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中,导线框中产生的电热为
在研究微型电动机的性能时,可采用右图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则当这台电动机正常运转时
A.电动机的内阻为7.5Ω |
B.电动机的内阻为2.0Ω |
C.电动机的输出功率为30.0W |
D.电动机的输出功率为26.0W |
一般在微型控制电路中,由于电子元件体积很小,直接与电源连接会影响电路精准度,所以采用“磁”生“电”的方法来提供大小不同的电流。在某原件工作时,其中一个面积为S=4×10-4m2,匝数为10匝,每匝电阻为0.02Ω的线圈放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度大小B随时间t变化的规律如图1所示。
(1)求在开始的2s内,穿过线圈的磁通量变化量;
(2)求在开始的3s内,线圈产生的热量;
(3)小勇同学做了如图2的实验:将并排在一起的两根电话线分开,在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线,这条导线与电话线是绝缘的,你认为耳机中会有电信号吗?写出你的观点,并说明理由。
如图甲所示,空间存在一有界匀强磁场,磁场的左边界如虚线所示,虚线右侧范围足够大,磁场方向竖直向下.在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框, ab边长为L=0.2m.线框质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω,在水平向右的外力F作用下,以初速度v0=1m/s一直做匀加速直线运动,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示.以线框右边刚进入磁场时开始计时,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q;
(3)若线框进入磁场过程中F做功为WF=0.27J,求在此过程中线框产生的焦耳热Q.
如图所示,电源电动势为E,内电阻为,电表为理想电表,灯泡电阻恒定,当滑动变阻器的滑片由端滑向端的过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡消耗的功率逐渐增大 |
B.电压表、电流表示数均减小 |
C.电源消耗的总功率增大,热功率减小 |
D.电压表示数改变量与电流表示数变化量比值的绝对值恒定不变 |
如图所示,电源电动势为E,内电阻为,电表为理想电表,灯泡电阻恒定,当滑动变阻器的滑片由端滑向端的过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡消耗的功率逐渐增大 |
B.电压表、电流表示数均减小 |
C.电源消耗的总功率增大,热功率减小 |
D.电压表示数改变量与电流表示数变化量比值的绝对值恒定不变 |
(14分)如图,光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l,在M、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡,在两导轨间efhg矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的有界匀强磁场,磁感应强度为B0,且磁场区域可以移动。一电阻也为R、长度也刚好为l的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上,离灯L1足够远。现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移动,当棒ab刚处于磁场时两灯恰好正常工作,棒ab与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计。
(1)求磁场移动的速度υ0;
(2)求在磁场区域经过棒ab的过程中整个回路产生的热量Q;
(3)若取走导体棒ab,保持磁场不移动(仍在efhg矩形区域),而是均匀改变磁感应强度,为保证两灯都不会烧坏且有电流通过,试求磁感应强度减小到零的最短时间tmin。
(12分)下表是一辆电动自行车的部分技术指标,其中额定车速是指电动自行车满载情况下在水平平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。
额定车速 |
整车质量 |
载重 |
额定输出功率 |
电动机额定工作电压和电流 |
18km/h |
40kg |
80kg |
180W |
36V/6A |
请参考表中数据,完成下列问题 (g取10 m/s2):
(1)此电动机的电阻是多少?正常工作时,电动机的效率是多少?
(2)在水平平直道路上行驶过程中电动自行车受阻力是车重(包括载重)的k倍,试计算k的大小。
(3)仍在上述道路上行驶,若电动自行车满载时以额定功率行驶,当车速为2m/s时的加速度为多少?
某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标内,如右图所示,则电源内阻r=__________Ω,当电流为1.5A时,外电路的电阻R=__________Ω。
如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,电动机内阻为R1.当开关闭合,电动机正常工作时,滑动变阻器接入电路中的电阻为R2,电动机两端的电压为U,通过电动机的电流为I.电动机输出的机械功率P等于( )
A.UI | B.I2R1 | C.UI-I2R1 | D. |