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在均匀磁场中有一N匝,半径为a的圆形线圈(其总电阻为R)和一仪器(内阻不计)串联,线圈平面与磁场垂直,当线圈迅速由静止翻转180°,该义器指示有电量q通过,根据已知q、N、a、R,可计算出磁感应强度B等于(  )
A、
qR
2Nπa2
B、
qR
2πaN
C、
πa2N
qR
D、
qπa2
2NR
分析:线圈翻转导致穿过线圈的磁通量发生变化,根据法拉第电磁感应定律E=n
△Φ
△t
可求出感应电动势大小,再由闭合电路欧姆定律I=
E
R
可求出感应电流大小,根据电量的公式q=It,可列出关于电荷量的表达式,从而可得出磁感应强度的大小.
解答:解:由法拉第电磁感应定律:线圈产生的感应电动势 E=N
△Φ
△t

由闭合电路欧姆定律得感应电流 I=
E
R

根据电量的公式q=It,可得:q=N
△Φ
R

由于开始线圈平面与磁场垂直,现把探测圈翻转180°,则磁能量的变化△Φ=2BS=2B?πa2
所以由上公式可得:q=N
2Bπr2
R
=N
2Bπa2
R

则得:B=
qR
2Nπa2

故选:A.
点评:考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电量表达式,同时注意磁通量虽然是标量,但注意线圈分正反面,从而导致磁通量有正负.还有磁通量与线圈匝数无关,但感应电动势与线圈匝数有关.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N=100,边长ab=1.0m、bc=0.5m,电阻r=2Ω. 磁感应强度B在0~1s内从零均匀变化到0.2T. 在1~5s内从0.2T均匀变化到-0.2T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.求:
(1)0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;
(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q;
(3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q.

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科目:高中物理 来源:2013年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷带解析) 题型:计算题

如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数N =100,边长ab ="1.0" m、bc ="0.5" m,电阻r =2Ω。磁感应强度B在0 ~1 s内从零均匀变化到0.2 T。在1~5 s内从0.2 T均匀变化到-0.2 T,取垂直纸面向里为磁场的正方向。求:

(1)0.5s 时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;
(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q
(3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q

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科目:高中物理 来源:2013年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷解析版) 题型:计算题

如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数N =100,边长ab ="1.0" m、bc ="0.5" m,电阻r =2Ω。磁感应强度B在0 ~1 s内从零均匀变化到0.2 T。在1~5 s内从0.2 T均匀变化到-0.2 T,取垂直纸面向里为磁场的正方向。求:

(1)0.5s 时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;

(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q

(3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直。 已知线圈的匝数N=100,边长ab =1。 0m、bc=0。 5m,电阻r=2。 磁感应强度B在0~1s内从零均匀变化到0。 2T。 在1~5s内从0。 2T均匀变化到-0。 2T,取垂直纸面向里为磁场的正方向。

求:

(1)0。 5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;

(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q;

(3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q。

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