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(8分)如图所示,边长为L的正方形金属框,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为2mg,求:

⑴线圈的感应电动势大小;
⑵细绳拉力最大时,导体棒受到的安培力大小;
⑶从t=0开始直到细线会被拉断的时间。

⑴k·   ⑵F=mg     ⑶t=

解析试题分析:⑴由题意知=k
根据法拉第电磁感应定律知E=·S=k·
⑵当细线刚要断时:F=mg
⑶I=,B=kt
解得:t=
考点:本题考查电磁感应,安培力和恒定电流问题。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图甲所示,在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R=4Ω的定值电阻,两导轨在同一平面内,质量为m=0.2kg,长为L=1.0m的导体棒ab垂直于导轨,使其从靠近电阻处由静止开始下滑,已知导体棒电阻为r=1Ω,整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,导体棒下滑过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示.求:

(1)导轨平面与水平面间夹角θ
(2)磁场的磁感应强度B;
(3)若靠近电阻处到底端距离为S=7.5m,ab棒在下滑至底端前速度已达5m/s,求ab棒下滑到底端的整个过程中,电阻R上产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)10匝线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电动势e=10sin 20πt(V).求:
(1)t=0时,线圈内磁通量Φ和磁通量变化率;
(2)线圈从中性面开始转动180°过程中,感应电动势的平均值和最大值之比.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图甲所示,一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L=1.0m,NQ两端连接阻值R=3.0Ω的电阻,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨平面与水平面间的夹角θ=300。一质量m=0.20kg,阻值r=0.50Ω的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M=0.60kg的重物相连。细线与金属导轨平行。金属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t之间的关系如图乙所示,已知金属棒在0~0.3s内通过的电量是0.3~0.6s内通过电量的1/3,g=10m/s2,求:

(1)0~0.3s内棒通过的位移;
(2)金属棒在0~0.6s内产生的热量。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图甲所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为L=4 m、总电阻为R=1Ω.在直角坐标系xOy中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足曲线方程y=2sinx(m),磁感应强度大小B=2 T.线框在沿x轴正方向的拉力F作用下,以速度v=1 m/s水平向右做匀速直线运动,直到拉出磁场.

(1) 求线框中AD两端的最大电压;
(2) 在图乙中画出运动过程中线框i-t图象,并估算磁场区域的面积(估算结果保留2位有效数字);
(3) 求线框在穿越整个磁场的过程中,拉力F所做的功.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(15 分)如图甲,有两根相互平行、间距为L的粗糙金属导轨,它们的电阻忽略不计在MP之间接阻值为R 的定值电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ。在efhg矩形区域内有垂直斜面向下、宽度为d 的匀强磁场(磁场未画出),磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙。在t =" 0" 时刻,一质量为m 、电阻为r的金属棒垂直于导轨放置,从ab位置由静止开始沿导轨下滑,t = t0时刻进人磁场,此后磁感应强度为B0并保持不变。棒从ab到ef 的运动过程中,电阻R 上的电流大小不变。求:

(1)0~t0时间内流过电阻R 的电流I 大小和方向;
(2)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(3)金属棒从ab到ef 的运动过程中,电阻R 上产生的焦耳热Q。

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。他连接好电路并检查无误后,闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转。电键闭合后,他将线圈A中的铁芯快速抽出,电流计指针将________(填“左偏”、“右偏”或“不偏”)

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为5:1,原线圈接交流电源和交流电压表,副线圈接有“220V,440W”的热水器、“220V,220W”的抽油烟机.如果副线圈电压按图乙所示规律变化,则下列说法正确的是(   )

A.副线圈两端电压的瞬时值表达式为
B.电压表示数为
C.热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍
D.1min内抽油烟机消耗的电能为1.32×l04J

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