高中物理法拉第电磁感应定律计算题

如图所示，一小型发电机内有n＝100匝的矩形线圈，线圈面积S＝0.10 m²，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在B＝0.10 T的匀强磁场中，以恒定的角速度ω＝100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝100 Ω的电阻构成闭合回路．求：
 
(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；
(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量；
(3)线圈匀速转动10 s，电流通过电阻R产生的焦耳热．

(10分) 如图所示，半径为 r、电阻不计的两个半圆形光滑导轨并列竖直放置，导轨端口所在平面刚好水平。在轨道左上方端口M、N 间接有阻值为R 的小电珠，整个轨道处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，两导轨间距为L，现有一质量为 m，电阻也是R 的金属棒ab 从MN 处由静止释放，经一定时间到达导轨最低点 OO¢ ，此时速度为 v 。

（1）求金属棒 ab 到达 OO¢ 时，受到的安培力的大小和方向。
（2）求金属棒 ab 从MN 到 OO¢ 的过程中，小电珠上产生的热量。

如图所示，桌面上放一个单匝线圈，线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁铁，此时线圈内的磁通量为0.02Wb，把条形磁铁竖放在线圈内的桌面上时，线圈内磁通量为0.12Wb。分别计算以下两个过程中线圈中感应电动势。

（1）把条形磁铁从图中位置在0.2s内放到线圈内的桌面上。
（2）换用5匝的矩形线圈，线圈面积和原单匝线圈相同，把条形磁铁从图中位置在0.5s内放到线圈内的桌面上。

面积S = 0.2m²、n = 100匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B = 0.02t，R = 3Ω，C = 30μF，线圈电阻r = 1Ω，求：

（1）通过R的电流大小和方向
（2）电容器的电荷量.

(16分)如图所示，空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场。现将质量为、边长为的正方形线框，静止放在光滑绝缘足够大的水平桌面上，边与轴重合。边的电阻为，边的电阻为，线框其余部分电阻不计。

(1)若磁场随时间的变化规律为 (为大于零的已知常数)，求线框中感应电流的大小和方向。
(2)若磁场不随时间变化，而是按照下列情况分布：磁感应强度沿轴方向均匀分布，沿轴方向按规律变化(为大于零的已知常数)，线框从=0时刻、以初速度由图示位置向轴正方向平动。求在图示位置线框所受安培力的大小和方向。
(3)在第(2)问中，若，求在整个运动过程中，电阻产生的焦耳热。

电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示。1982年澳大利亚国立大学制成了能把m=2.0g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到v=10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽L=2m，长为x=50m，通过的电流为I=10A，试问轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场的最大功率P_m有多大（轨道摩擦不计）？

一个矩形线圈abcd，长ab=20cm，宽bc=10cm，匝数n=200，线圈回路总电阻R=5Ω，整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过.若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，求：

（1）线圈回路中产生的感应电流
（2）当t="0.3" s时，线圈的ab边所受的安培力的大小
（3）在1 min内线圈回路产生的热量

一种测量血管中血流速度的仪器原理如图所示，在动脉血管上下两侧分别安装电极并加有磁场．设血管直径是2．0 mm，磁场的磁感应强度为0．080 T，电压表测出的电压为0．10 mV，求血流速度的大小。

如图所示，边长为L的正方形金属框，质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外．磁场随时间变化规律为B＝kt(k>0)，已知细线所能承受的最大拉力为3mg，求从t＝0开始，经多长时间细线会被拉断？

如图所示，在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线MON，∠MON=α。在它上面搁置另一根与ON垂直的导线PQ，PQ紧贴MO，ON并以平行于ON的速度V，从顶角O开始向右匀速滑动，设裸导线单位长度的电阻为R₀，磁感强度为B，求回路中的感应电流。

如图所示，直角三角形导线框ABC，处于磁感强度为B的匀强磁场中，线框在纸面上绕B点以匀角速度ω作顺时针方向转动，∠B=60°，∠C=90°，AB=l，求A，C两端的电压U_AC。

如图所示，长为6m的导体AB在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中，以AB上的一点O为轴，沿着顺时针方向旋转。角速度ω=5rad/s，O点距A端为2m，求AB的电势差。

在如图所示的水平导轨上（摩擦、电阻忽略不计），有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B，导轨左端的间距为L₁=4l₀，右端间距为l₂=l₀。今在导轨上放置AC、DE两根导体棒，质量分别为m₁=2m₀，m₂=m₀，电阻R₁=4R₀，R₂=R₀。若AC棒以初速度v₀向右运动，求AC棒运动的过程中产生的总焦耳热Q_AC，以及通过它们的总电量q。

桌面上放着单匝矩形线圈，线圈中心上方一定高度处有一个竖立的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.04Wb，把条形磁体竖放在线圈内的桌面上，线圈内磁通量0.12Wb。分别计算以下两个过程中线圈中的感应电动势。(1)把条形磁体从图中位置在0.4s内放到线圈内的桌面上。(2)换用20匝的矩形线圈，线圈面积和原单匝线圈相同，把条形磁铁在图中位置在0.2s内放在线圈内的桌面上。

桌面上放着一个单匝矩形线圈，线圈中心上方一定高度上有一竖直的条形磁铁，此时线圈内的的磁通量为0.04Wb。把条形磁铁竖直放在线圈内的桌面上时，线圈内的磁通量为0.12Wb。分别计算以下两个过程中线圈中的感应电动势。

（1）把条形磁铁从图中位置在0.5s内放到线圈内的桌面上；
（2）换用10匝的矩形线圈，线圈面积和原单匝线圈相同，把条形磁铁从图中位置在0.1s内放到线圈内的桌面上