一个半径r=0.10m的闭合导体圆环,圆环单位长度的电阻R0=1.0×10﹣2Ω/m.如图a所示,圆环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直圆环所在平面向外,磁感应强度大小随时间变化情况如图b所示.
(1)分别求在0~0.3s和0.3s~0.5s 时间内圆环中感应电动势的大小;
(2)分别求在0~0.3s和0.3s~0.5s 时间内圆环中感应电流的大小,并在图c中画出圆环中感应电流随时间变化的i﹣t图象(以线圈中逆时针电流为正,至少画出两个周期);
(3)求出导体圆环中感应电流的有效值.
如图所示,半径为r的圆形区域内有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场的磁感应强度随时间均匀增大,其变化率为=k;纸面内的平行金属导轨ab、cd与磁场边界相切于O、O′点,边长ab=2bc,导轨两端接有电阻均为R的两灯泡,构成回路,金属导轨的电阻忽略不计。则回路中()
A.产生感应电动势,但无感应电流 |
B.感应电流方向为abcda |
C.感应电流的大小为 |
D.感应电流的大小为 |
空间存在着沿竖直方向的匀强磁场,将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中,如图甲所示,设甲图所示线圈中磁感应强度的方向和感应电流的方向为正方向。在线圈中产生的感应电流如图乙所示,图丙中能正确表示线圈内磁感应强度随时间变化的图线是()
如图所示,两根电阻不计的平行光滑金属导轨在同一水平面内放置,左端与定值电阻R相连,导轨x>0一侧存在着沿x方向均匀增大的磁场,磁感应强度与x的关系是B=0.5+0.5x(T),在外力F作用下一阻值为r的金属棒从A1运动到A3,此过程中电路中的电功率保持不变。A1的坐标为x1=1m,A2的坐标为x2=2m,A3的坐标为x3=3m,下列说法正确的是( )
A.回路中的电动势既有感生电动势又有动生电动势 |
B.在A1与A3处的速度比为2:1 |
C.A1到A2与A2到A3的过程中通过导体横截面的电量之比为3:4 |
D.A1到A2与A2到A3的过程中产生的焦耳热之比为5:7 |
如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上,导轨间距L=0.6m,两导轨的左端用导线连接电阻R1及理想电压表,电阻r=2Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处;右端用导线连接电阻R2,已知R1=2Ω,R2=1Ω,导轨及导线电阻均不计.在矩形区域CDEF内有竖直向上的磁场,CE=0.2m,磁感应强度随时间的变化如图乙所示.在t=0时刻开始,对金属棒施加一水平向右的恒力F,从金属棒开始运动直到离开磁场区域的整个过程中电压表的示数保持不变.求:
(1)t=0.1s时电压表的示数;
(2)恒力F的大小;
(3)从t=0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量Q;
(4)求整个运动过程中通过电阻R2的电量q.
如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直,磁场的磁感应强度为B.线圈匝数为n,电阻为r,长为l1,宽为l2,转动角速度为ω.线圈两端外接阻值为R的电阻和一个理想交流电流表.求:
(1)线圈转至图示位置时的感应电动势;
(2)电流表的读数;
(3)从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式.
如图甲所示为一台小型发电机的示意图,单匝线圈逆时针转动.若从中性面开始计时,产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示.已知发电机线圈内阻为1.0Ω,外接灯泡的电阻为9.0Ω.求:
(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式;
(2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量:
(3)线圈匀速转动一周的过程中,外力所做的功.
1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S,电流表G组成另一个回路.如图所示,通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件.关于该实验下列说法正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流 |
B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流 |
C.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有a→b 的感应电流 |
D.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有b→a的感应电流 |
如图所示:宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab,棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,现用功率恒为6w的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直),当棒的电阻R产生热量Q=5.8J时获得稳定速度,此过程中,通过棒的电量q=2.8C(框架电阻不计,g取10m/s2).
问:(1)ab棒达到的稳定速度多大?
(2)ab棒从静止到稳定速度的时间多少?
如图所示,abcd是交流发电机的矩形线圈,ab=30cm,bc=10cm,共50匝,它在B=0.8T的匀强磁场中绕中心轴OO′顺时针方向匀速转动,转速为480r/min,线圈的总电阻为r=1Ω,外电阻为R=3Ω,试求:
(1)线圈从图示位置转过转的过程中,电阻R上产生的热量和通过导线截面的电量;
(2)电流表和电压表的读数;
(3)从图示位置转过180°过程中的平均感应电动势.
为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示.已知线圈由a端开始绕至b端;当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转.
(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向左偏转.俯视线圈,其绕向为 (填“顺时针”或“逆时针”).
(2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,指针向右偏转.俯视线圈,其绕向为 (填“顺时针”或“逆时针”).
如图所示,在水平面内固定一光滑“U”型导轨,导轨间距L=1m,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感强度B=0.5T.一导体棒以v0=2m/s的速度向右切割匀强磁场,导体棒在回路中的电阻r=0.3Ω,定值电阻R=0.2Ω,其余电阻忽略不计.求:
(1)回路中产生的感应电动势;
(2)R上消耗的电功率;
(3)若在导体棒上施加一外力F,使导体棒保持匀速直线运动,求力F的大小和方向.
如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端A.b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为,且处在磁感应强度大小为B.方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中,质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度,整个运动过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知重力加速度为g,弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。
(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向及此时导体棒的加速度a的大小;
(2)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q;
如图所示,一条形磁体从静止开始由高处下落通过闭合的铜环后继续下降,空气阻力不计,则在条形磁场的运动过程中,下列说法正确的是
A.磁铁在铜环的上方时,磁铁的加速度小于g,在下方时大于g |
B.磁铁在铜环的上方时,磁铁的加速度小于g,在下方时也小于g |
C.磁铁在铜环的上方时,磁铁的加速度小于g,在下方时等于g |
D.磁铁在铜环的上方时,磁铁的加速度大于g,在下方时小于g |