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(14分)如图12所示,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率=k,k为负的常量.用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框,将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中.求:
(1)导线中感应电流的大小;
(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率.
(1) (2)
(1)导线框的感应电动势为
E=                                                            ①
ΔΦ=l2ΔB                                                          ②
导线框中的电流为
I=                                                               ③
式中R是导线框的电阻,根据电阻率公式有
R=ρ                                                             ④
联立①②③④式,将=k代入得
I=                                                               ⑤
(2)导线框所受磁场的作用力的大小为
F=BIl                                                               ⑥
它随时间的变化率为
=Il                                                            ⑦
由⑤⑦式得
.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

闭合矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈通过中性面时:
A.穿过线圈的磁通量最大B.线圈中感应电动势最大
C.穿过线圈的磁通量变化率最大D.流过线圈的电流最大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是(  )
A.0~2 sB.2 s~4 s
C.4 s~5 sD.5 s~10 s

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图14所示,光滑的U形金属导轨MNN′M′水平的固定在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨的宽度为L,其长度足够长,M′、M之间接有一个阻值为R的电阻,其余部分电阻不计.一质量为m、电阻也为R的金属棒ab恰能放在导轨之上,并与导轨接触良好.给棒施加一个水平向右的瞬间作用力,棒就沿轨道以初速度v0开始向右滑行.求:

(1)开始运动时,棒中的瞬时电流i和棒两端的瞬时电压u分别为多大?
(2)当棒的速度由v0减小到v0/10的过程中,棒中产生的焦耳热Q是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)在拆装某种大型电磁设备的过程中,需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合,然后再提升直至离开磁场,操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈.假设
该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈,其匝数为n,总质量为M,总电阻为R.磁场的磁感应强度为B,如图13所示.开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐,若转动手摇轮轴A,在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场.求此过程中:
(1)流过线圈中每匝导线横截面的电荷量是多少 ?
(2)在转动轮轴时,人至少需做多少功?(不考虑摩擦影响)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图2所示,长为L的金属导线弯成一圆环,导线的两端接在电
容为C的平行板电容器上,P、Q为电容器的两个极板,磁场垂
直于环面向里,磁感应强度以B=B0+Kt(K>0)随时间变化,t=0
时,P、Q两板电势相等.两板间的距离远小于环的半径,经时间
t,电容器P板                                  (  )
A.不带电
B.所带电荷量与t成正比
C.带正电,电荷量是
D.带负电,电荷量是

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图(b)所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧顶端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。

⑴问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?
⑵求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
⑶若要使金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流恰好为零,各已知量之间应该满足什么关系?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

(2011年台州调研)如图所示,在匀强磁场中的矩形金属轨道上,有等长的两根金属棒abcd,它们以相同的速度匀速运动,则(  )
A.断开电键K,ab中有感应电流
B.闭合电键K,ab中有感应电流
C.无论断开还是闭合电键K,ab中都有感应电流
D.无论断开还是闭合电键K,ab中都没有感应电流

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

今年“两会期间”,全国政协委员、嫦娥三号卫星系统总指挥叶培建院士表示:嫦娥三号探月卫星将于明年携带首辆国产月球车,登陆月球虹湾区,为将来宇航员登月做科学调查和研究.若有一宇航员登月后,想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈,则下列推断正确的是:( )
A.直接将电流表放于月球表面,根据电表有无示数来判断磁场的有无.
B.将电流表与线圈连成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,若电流表无示数,则可以判断月球表面无磁场.
C.将电流表与线圈连成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,若电流表有示数,则可以判断月球表面有磁场.
D.将电流表与线圈连成闭合回路,使线圈在某一平面内沿各个方向运动,若电流表无示数,则可以判断月球表面无磁场.

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