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一个边长为10cm匝数为1000的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,线框总电阻为1Ω.磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示,求:
(1)线框中电流的有效值;
(2)线框消耗的最大电功率.

【答案】分析:(1)根据法拉第电磁感应定律分别求出0-1s内和1-4s内的感应电动势,由欧姆定律求出感应电流,由有效值的定义求解线框中电流的有效值;
(2)根据功率公式P=I2R,求解线框消耗的最大电功率.
解答:解:(1)由图可知,磁场是周期性变化的,因此线圈中产生的感应电动势也是周期性变化的.由法拉第电磁感应定律E=n=ns有:
    0-1s内,E1=ns=1000×0.12×V=0.6V,则线圈中产生的感应电流大小为I1==0.6A.
    1-4s内,E2=ns=1000×0.12×V=0.2V,则线圈中产生的感应电流大小为I2==0.2A.
设线框中电流的有效值为I,则根据有效值的定义得
    +Rt2=I2R(t1+t2
代入解得,I=A
(2)线框消耗的最大电功率为Pm=R=0.62×1W=0.36W.
答:(1)线框中电流的有效值是A;
(2)线框消耗的最大电功率是0.36W.
点评:本题是关于法拉第电磁感应定律和交流电有效值的综合题.要正确应用法拉第电磁感应定律定律,尤其是理解的含义,平时加强规律的综合应用.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

一个边长为10cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框匝数n=100,线框平面与磁场垂直,电阻为20Ω.磁感应强度随时间变化的图象如图所示.则在一个周期内线框产生的热量为
0.2
0.2
 J.

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科目:高中物理 来源: 题型:

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(1)线框中电流的有效值;
(2)线框消耗的最大电功率.

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科目:高中物理 来源:2012届天津市第一中学高三4月月考物理试卷(带解析) 题型:实验题

(18分)
(1)如图所示,abcd为单匝矩形线圈,边长ab=10cm,bc=20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20cm的匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100p rad/s的角速度匀速旋转,当线圈由图示位置转过90°时的瞬时感应电动势大小为___________V。

(2)某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.
(I)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当:
                                             
                                             
(II)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点,测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5,若打点的时间间隔为T,则打E点时重物速度的表达式为vE=         

(3)冬、春季节降水量少,广东沿海附近水位较低,涨潮时海水倒灌出现所谓咸潮现象,使沿海地区的城市自来水中的离子浓度较高,水质受到影响,为了研究咸潮出现的规律,某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。它在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极,如下图(1)所示,两电极相距L=0.314m,其间充满待测的河水。安装前他用如下图(2)的游标卡尺(图为卡尺的背面)测量玻璃管的内径,结果如下图(3)所示。
他还选用了以下仪器:量程15V、内阻300kΩ的电压表,量程300μA、内阻50Ω的电
流表,最大阻值为1kΩ的滑动变阻器,电动势E=12V、内阻r=6Ω的电池组,开关等各一个,以及导线若干。下图(4)坐标中包括坐标为(0,0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值。

根据以上材料完成以下问题:
(a)测量玻璃管内径时,应将上图(2)中的游标卡尺的A、B、C三部分中的__________________与玻璃管内壁接触(填代号);
(b)玻璃管的内径d=___________mm;
(c)图(4)中的9个点表示实验中测得的9组电流I、电压U的值,试写出根据此图求R值的步骤:
                                                                     
                                                                     
(d)上图(5)中的实物仪器部分已连线,将其他部分连接成能测出上图(4)数据的实物连接图;
(e)开头闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至___________端。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

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