【题目】一线圈匝数为N、电阻为r,在线圈外接一阻值为2r的电阻R,如图甲所示.线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示.求0至t0时间内:
(1)线圈中产生的感应电动势大小。
(2)通过R的感应电流大小和方向。
(3)电阻R中感应电流产生的焦耳热。
【答案】(1)E=2N;(2)I=,方向为由a经R到b;(3)Q=
【解析】
(1)根据图示图象求出磁通量的变化率,然后应用法拉第电磁感应定律求出感应电动势;
(2)由欧姆定律可以求出感应电流,由楞次定律可以判断出感应电流的方向;
(3)由焦耳定律可以求出产生的热量.
(1)设0至t0时间内回路中的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律:E=N①
由图乙得:=②
所以:E=2N③
(2)感应电流:I=E/(2r+r)④
联立③④得:I=⑤
根据楞次定律,通过R的电流方向为由a经R到b.
(2)由焦耳定律,金属丝上产生的热量为:
Q=I22rt0⑥
联立⑤⑥得:Q=⑦;
答:(1)线圈中产生的感应电动势大小为2N;
(2)通过R的感应电流大小为:,方向:由a经R到b;
(3)电阻R中感应电流产生的焦耳热为.
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【题目】某同学在家中做“验证力的平行四边形定则”实验。实验器材有橡皮筋、小铁块、轻弹簧、细线、直尺、废圆表盘。实验步骤如下:
①在弹簧下挂小铁块,弹簧伸长6.0cm。
②将表盘竖直固定,橡皮筋上端固定在表盘的“12”处,下端拴上两根细线套a、b,先用弹簧竖直向下拉线套a,使橡皮筋下端至表盘中心O点处,此时弹簧伸长了10.0cm。此时拉皮筋的力记为F。
③再将小铁块挂在线套b上,并将其搭在表盘“4”处的光滑钉子上,用弹簧拉线套a,调整弹簧拉力的大小和方向,使皮筋下端到达O点时,线套a正好经过“7”处,此时弹簧伸长了8.2cm,将弹簧的拉力记为F1,铁块的拉力记为F2。
④以F1、F2两力为邻边作出平行四边形,若其对角线对应的力F'与F的偏差在误差允许范围内,则该同学验证了力的平行四边形定则。
请回答下列问题:
(1)实验中为什么第二次拉橡皮筋时也使其下端到达O点?_______
(2)该同学取弹簧伸长2cm为单位力长度,过O点作出了力F的图示,请你在图中再画出F1、F2和F'力的图示________________。
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【题目】在如图所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变,随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有
A. 升压变压器的输出电压增大
B. 降压变压器的输出电压增大
C. 输电线上损耗的功率增大
D. 输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
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【题目】氢原子的能级图如图所示,不同色光的光子能量如下表所示.
一群处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内只有1条,其颜色为
A. 红色
B. 黄色
C. 绿色
D. 蓝靛
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【题目】如图,间距为L的足够长光滑平行金属导轨固定在同一水平面内,虚线MN右侧区域存在磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场。质量均为m、长度均为L、电阻均为R的导体棒a、b,垂直导轨放置且保持与导轨接触良好。开始导体棒b静止于与MN相距为v0处,导体棒a以水平速度v0从MN处进入磁场。不计导轨电阻,忽略因电流变化产生的电磁辐射,运动过程中导体棒a、b没有发生碰撞。求
(1)导体棒b中产生的内能;
(2)导体棒a、b间的最小距离。
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【题目】宇航员在某星球表面做了如图甲所示的实验,将一插有风帆的滑块放置在倾角为的粗糙斜面上由静止开始下滑,帆在星球表面受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比,即F=kv,k为已知常数。宇航员通过传感器测量得到滑块下滑的加速度a与速度v的关系图象如图乙所示,已知图中直线在纵轴与横轴的截距分别为a0、v0,滑块与足够长斜面间的动摩擦因数为μ,星球的半径为R,引力常量为G,忽略星球自转的影响,由上述条件可判断出
A. 滑块的质量为
B. 星球的密度为
C. 星球的第一宇宙速度
D. 该星球近地卫星的周期为
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【题目】如图所示,一段均匀带电的半圆形细线在其圆心O处产生的场强为E,现把细线分成等长的AB、BC、CD三段圆弧,请利用学过的方法(如对称性,叠加思想)分析,圆弧BC在圆心O点产生场强的大小是
A. E B. C. D.
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【题目】两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示,一个电荷量为2C,质量为1 kg的小物块从C点静止释放,其运动的v- t图象如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).则下列说法正确的是( )
A. B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E="1" V/m
B. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大
C. 由C点到A点电势逐渐降低
D. A、B两点间的电势差= 5V
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【题目】如图所示,形状完全相同的光滑弧形槽A, B静止在足够长的光滑水平面上,两弧形槽相对放置,底端与光滑水平面相切,弧形槽高度为h, A槽质量为2m, B槽质量为M。质量为m的小球,从弧形槽A顶端由静止释放,重力加速度为g,求:
(1)小球从弧形槽A滑下的最大速度;
(2)若小球从B上滑下后还能追上A,求M, m间所满足的关系:
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