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如图所示,一面积为S,电阻为R的N匝矩形线圈处于一个交变的磁场中,磁感应强度的变化规律为B=B0sinωt.下列说法正确的是(  )
分析:根据交流电产生条件:闭合电路的磁通量发生变化,即可求解;
根据法拉第电磁感应定律,得出感应电流的瞬时表达式,从而可确定感应电流的最大值;
结合闭合电路欧姆定律,与电量表达式,即可求解电量的大小;
根据线圈中产生感应电流瞬时表达式,结合有效值与最大值的关系,从而确定有效值.
解答:解:A、由题意可知,矩形线圈处于一个交变的磁场中,从而导致穿过线圈的磁通量变化,则产生感应电流,故A正确;
B、线圈中产生感应电流的瞬时表达式,为i=
NB0
R
cosωt,当在t=
π
ω
时刻,线框中感应电流达到最大值,故B正确;
C、根据电量的表达式,q=N
△?
R
,从t=0到t=
π
这一过程中通过导体磁通量变化为B0S,所以横截面积的电荷量为为N
B0S
R
,故C错误;
D、若只增大变化磁场的频率,则线框中感应电流的频率也将增加,导致最大值也增加,所以有效值也增大,故D错误.
故选:AB
点评:考查法拉第电磁感应定律的应用,学会如何求解横截面积的电荷量,注意横截面积的电荷量还与线圈的匝数有关,同时掌握最大值与频率有关,以及有效值与最大值的关系.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一面积为S的长方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中,这时穿过线圈的磁通量为
1
2
BS
1
2
BS
Wb,当线圈以ab为轴从图中位置转过60°的瞬间,穿过线圈的磁通量为
1
2
BS
1
2
BS
Wb.

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(2011?厦门模拟)如图所示,一面积为S单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连结成闭合回路,不计圆形金属线圈及导线的电阻.线圈内存在一个方向垂直纸面向内、磁感应强度均匀增加且变化率为k的磁场Bt.电阻两端并联一对平行金属板M、N,N板右侧xOy坐标系(坐标原点O在N板的下端)的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OA和y轴的夹角∠AOy=45°,AOx区域为无场区.在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m,带电量为+q的粒子(不计重力),经过N板的小孔,从Q(0,a)点垂直y轴进入第I象限,经OA上某点离开磁场,最后垂直x轴离开第I象限.求:
(1)平行金属MN获得的电压U;
(2)yOA区域匀强磁场的磁感应强度B;
(3)若改变磁感应强度的大小,带电粒子进入磁场偏转后能打到N板的右侧,设粒子与N板碰撞前后电量保持不变并以相同的速率反弹,不计粒子与N板碰撞的作用时间,则带电粒子在磁场中运动的极限时间是多少?

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(2010?成都二模)如图所示,一面积为S的单匝正方形线圈,线圈电阻为R,以角速度ω绕MN轴匀速转动,MN右边存在磁感应强度为B的匀强磁场,左边是真空区域.则线圈转动一周,外力所需做的功为(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一面积为S的单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合电路,不计圆形金属线圈及导线的电阻.线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感应强度大小均匀增加且变化率为k的磁场Bt.电阻R两端并联一对平行金属板MN,两板间距为dN板右侧xOy坐标系(坐标原点ON板的下端)的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OAy轴的夹角∠AOy=45°,AOx区域为无场区.在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m、带电荷量为+q的粒子(不计重力),经过N板的小孔,从点Q(0,l )垂直y轴进入第一象限,经OA上某点离开磁场,最后垂直x轴离开第一象限.求:

(1)平行金属板MN获得的电压U

(2)yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B

(3)粒子从P点射出到到达x轴的时间.

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