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6.如图所示,矩形线圈abcd共n=10匝,总电阻为R=10Ω,部分置于有理想边界的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直,磁感应强度大小B=0.5T.线圈ab边长L1=0.4m,ad边长L2=0.5m,在磁场外部分长为$\frac{{2{L_2}}}{5}$,则线圈从图示位置开始以磁场右边界为轴匀速转动,角速度ω=100πrad/s.求:
(1)线圈从图示位置开始转过90°的过程中,通过线圈导线横截面的电量q.
(2)线圈从图示位置开始转过360°的过程中,线圈产生的焦耳热Q.

分析 (1)根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势的平均值,由欧姆定律求出感应电流的平均值,再由电流的平均值乘以时间等于电量q.
(2)分别求出半个周期内感应电动势的最大值,得到有效值,求由有效值求焦耳热Q.

解答 解:(1)由$E=n\frac{△φ}{△t}$,I=$\frac{E}{R}$得:$q=I△t=\frac{n△φ}{R}=0.06C$
(2)有半个周期感应电动势的最大值为:${E_1}=nBω{L_1}\frac{3}{5}{L_2}$
另半个周期感应电动势的最大值为:${E_2}=nBω{L_1}\frac{2}{5}{L_2}$
一个周期内产生的焦耳热为:Q=$(\frac{{E}_{1}}{\sqrt{2}})^{2}•\frac{1}{R}•$$\frac{π}{ω}$+$(\frac{{E}_{2}}{\sqrt{2}})^{2}•\frac{1}{R}$$•\frac{π}{ω}$=$\frac{13π{n}^{2}{B}^{2}ω{L}_{1}^{2}{L}_{2}^{2}}{50R}$
代入解得:Q=26J
答:(1)线圈从图示位置开始转过90°的过程中,通过线圈导线横截面的电量q为0.06C.
(2)线圈从图示位置开始转过360°的过程中,线圈产生的焦耳热Q是26J.

点评 本题考查了交流电的峰值、有效值和电压的平均值,特别是求通过的电荷量和产生的热量,用不同的量.求电荷量用平均电动势;求热量用有效值.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验时,所用的油酸酒精溶液的浓度为a.测量中,某位问学测得如下数据:测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴,一滴该油酸酒精溶液摊开的面积为S,则:
(1)用以上物理量的符号表示计算分子直径d大小的公式为d=$\frac{aV}{NS}$:
(2)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的结果相比较,发现自己所测数据偏小,则对出现这种结果的原因,下列说法中可能正确的是B
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行处理
B.计算油膜面积时,将不完整的方格作为完整方格处理
C.计算油膜面积时,只数了完整的方格数
D.水面上痱子粉撤得较多,油膜没有充分展开.

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17.如图所示,在竖直平面内有xOy直角坐标平面,第三象限内存在沿x轴正方向的匀强电场E(大小未知),y轴右侧存在一垂直纸面的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)由A点(-L,0)以一定初速度v0竖直向下抛出,粒子到达y轴上的C点时,其速度方向与y轴负方向夹角为45°,粒子经磁场偏转后从y的正半轴上某点穿出又恰好击中A点.求:
(1)电场强度E的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)粒子从A出发到回到A经历的时间t.

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14.如图所示,质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点,与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉,已知0P=$\frac{L}{2}$,在A点给小球一个水平向左的初速度,发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B,重力加速度为g,则(不计空气阻力,绳不会被拉断):
(1)小球到达B点时的速率为多大?
(2)若初速度v0=2$\sqrt{gL}$,小球能否到达B点?若能到达,在B点绳受到小球的拉力为多大?
(3)若要计空气阻力,且给小球向左的初速度v0′=3$\sqrt{gL}$时小球恰能到达B点,求空气阻力做的功.

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1.如图所示,水平地面上方的有界矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,一个粗细均匀闭合正方形线圈abcd(边长小于磁场竖直高度),在距磁场上界面一定高处由静止开始自由下落,ab边进入磁场时刚好做匀速运动,最后从下边穿出磁场.运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界.不计空气阻力,则下列判断正确的是(  )
A.线圈从进入磁场到穿出磁场的整个过程,bc边始终不受安培力作用
B.线圈穿出磁场过程产生的焦耳热大于进入磁场过程
C.线圈从下边穿出磁场的时间等于从上方进入磁场的时间
D.线圈从下边穿出磁场的某一时刻ab两端的电压有可能小于从上方进入磁场时ab两端的电压

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11.在光滑的水平地面上,一个质量为m的物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动,经过时间t后,获得动能为Ek;如果要使物体由静止开始运动相同的时间t后获得的动能为2Ek,可以采取(  )
A.质量不变,力变为2FB.力不变,质量变为原来的一半
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18.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,则(  )
A.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
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C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
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15.关于电场力和电场强度,下列说法正确的是(  )
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16.放在水平面上的物体在水平恒力F作用下,分别沿光滑和不光滑的水平面,从静止开始沿直线由a点运动了s米到达b点,则(  )
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