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如图1-2所示,用相同的均匀导线制成的两个圆环a和b,已知b的半径是a的两倍.若在a内存在着随时间均匀变化的磁场,b在磁场外,MN两点间的电势差为U;若该磁场存在于b内,a在磁场外,MN两点间的电势差为多少?(MN在连接两环的导线的中点,该连接导线的长度不计)

图1-2

解析:磁场的变化引起磁通量的变化,从而使闭合电路产生感应电流.由题意,磁场随时间均匀变化,设磁场的变化率为,a的半径为r,则b的半径为2r,线圈导线单位长电阻为R0.线圈a的电阻为Ra=2πrR0;线圈b的电阻为Rb=4πrR0,因此有Rb=2Ra.

当线圈a在磁场中时,a相当于电源,根据法拉第电磁感应定律,电动势为Ea=πr2.

当线圈b在磁场中时,b相当于电源,所以Eb=π(2r)2=4Ea.

U是a为电源时的路端电压,由闭合电路欧姆定律,

设Ub是b为电源时的路端电压,同理有:Ub=.

将上面各式联立解得:Ub=2U.

答案:2U

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)在《探究加速度与动力的关系》实验中,采用的实验装置如图1所示.在实验中,细线一端与拉力传感器相连(拉力传感器固定在车上 ),另一端通过定滑轮与矿泉水瓶相连.实验时逐渐往瓶里加水直到打出的纸带相邻点间的距离相等并记下此时拉力传感器的读数F0.继续往瓶中加适量的水继而释放小车打出纸带并记录下小车运动时传感器的读数F.改变瓶中水的质量打出多条纸带和得到多个F值(重力加速度为g).
(1)实验中电火花计时器应与
220
220
交流
交流
电源相连接;
(2)①本实验中记下F0的目的是
得到小车运动时受到的阻力
得到小车运动时受到的阻力

②小车所受的合外力为
B
B

A.FB.F-F0C.F+F0   D.F0
③实验作出的图象如图2是
A
A

(Ⅱ)下面是测定金属电阻率的部分器材
A.粗细均匀的待测金属丝RX
B.直流电流表A(0-0.6A,内阻为0.5Ω;0-3A,内阻为0.1Ω)
C.直流电流表V(0-3V,内阻为5kΩ;0-15V,内阻为25kΩ)
D.滑动变阻器R(0-20Ω,1A)
E.电源(3V,内阻不计)
(1)为了选择比较合适的测量方法,以便提高测量精度,先用多用的欧姆挡粗略测量待测金属丝的电阻.现将多用表的选择开关置于“×1”挡,按正确的步骤进行操作,表盘示数如图3甲所示,则电阻RX的粗略值为
5.0
5.0
Ω.
(2)实验时,先用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径,如图3乙所示是某次测量时的情况,读数为
0.700
0.700
mm.
(3)若要求在实验中金属丝两端的电压从0开始变化,测量金属丝电阻的误差尽量小,请以笔画线代替导线,连接好实物电路如图4.(注意:电表量程的选择要符合测量精度要求)

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

I关于多用电表的使用,下列做法正确的是
CD
CD

A.把多用电表的选择开关旋至适当的直流电压挡,用图1甲所示电路.合上开关S,则可测小灯泡两端的电压
B.把多用电表的选择开关旋至适当的直流电流铛.用图1乙所示电路,合上开关S,则可测通过小灯泡的电流
C.把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡,进行调零后,用图1丙所示电路,开关S保持断开,则可测小灯泡的电阻
D.把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡,进行调零后,用图1丁所示电路,会观察到此时欧姆表示数很小
II现要验证“当合外力一定时,物体运动的加速与其质量成反比”这一物理规律.给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图2所示)、小车、计时器、米尺、弹簧秤,还有钩码若干实验步骤如下(不考虑摩擦力的影响),在空格中填入适当的公式或文字.
(1)用弹簧秤测出小车的重力,除以重力加速度得到小车的质量M
(2)用弹簧秤沿斜面向上拉小车保持静止,测出此时的拉力F.
(3)让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t.用米尺测量A与A2之间的距离s,从运动学角度得小车的加速度a=
2s
t2
2s
t2

(4)在小车中加钩码,所加钩码总质量为m,要保持小车与钩码的合外力不变,你将如何调节A1相对于A2的高度h?
减小高度h,保持(M+m)h不变
减小高度h,保持(M+m)h不变

(5)多次增加钩码,在小车与钩码的合外力保持不变情况下,可得钩码总质量m与小车从A1到A2时间t的关系式为:m=
Ft2
2s
-M
Ft2
2s
-M

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图12-1所示,有两块大小不同的圆形薄板(厚度不计),质量

分别为M和m,半径分别为R和r,两板之间用一根长为0.4m的轻

绳相连结。开始时,两板水平放置并叠合在一起,静止于高度为

0.2m处。然后自由下落到一固定支架C上,支架上有一半径为

R‘(r<R’<R)的圆孔,圆孔与两薄板中心均在圆板中心轴线上,木

板与支架发生没有机械能损失的碰撞。碰撞后,两板即分离,直到

轻绳绷紧。在轻绳绷紧的瞬间,两物体具有共同速度V,如图12-2所示。

求:(1)若M=m,则V值为多大 (2)若M/m=K,试讨论 V的方向与K值间的关系。

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科目:高中物理 来源:2011年湖南省高一物理上学期12月月考物理卷 题型:实验题

某同学用如图6(a)所示的装置测定匀加速直线运动的加速度时打出的一条纸带,ABCDE为在纸带上所选的计数点,相邻计数点间还有4个点未画出。                             

1.打出的纸带如图(b)所示,实验时纸带的           端应和小车相连接。(选填“左”或“右”)

2.打点计时器打下C点时小车的速度为______________m/s。

由纸带所示数据可算出实验时的加速度为      _________m/s2

                                                    

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

登山运动中,小张用1h40min由宿营地X爬到山顶Y,在山道上通过的路程是2400m,相对于X升高了1200m,如图A-2所示,试求:


(1)由X到Y的总位移是多少;
(2)计算他爬山的平均速度的大小;
(3)他的朋友小李从Z点爬山,比小张晚20min开始,平均速率为0.5m/s,还比小张早20min到达山顶,问小李由Z爬到Y共通过了多少路程?

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