如圖3所示，將單匝正方形線框ABCD一半放入勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T，讓它以邊界OO′為軸，以角速度ω=100 rad/s勻速轉(zhuǎn)動，在AB、CD的中點(diǎn)用電刷P、Q將電流輸送給小燈泡，線框邊長L=0.2 m,總電阻為r=4 Ω,燈泡電阻為R=2 Ω,不計(jì)P、Q接觸電阻及導(dǎo)線電阻.求：

圖3

（1）線框轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢；

（2）理想電壓表的示數(shù)；

（3）由圖示位置轉(zhuǎn)過30°時，線框受到的安培力.

解析：（1）Emax=BL2ω=×1×0.22×100 V=2 V.

（2）設(shè)外電路電阻為R′，則R′==1 Ω

據(jù)歐姆定律得電壓表示數(shù)為：U=I·R= V≈0.48 V

（3）轉(zhuǎn)動30°時，通過AD的電流為

i=

AD邊受到的安培力為F安=BIL= N.

答案：（1）2 V  （2）0.48 V  （3） N


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

渦流制動是一種利用電磁感應(yīng)原理工作的新型制動方式，它的基本原理如圖甲所示．水平面上固定一塊鋁板，當(dāng)一豎直方向的條形磁鐵在鋁板上方幾毫米高度上水平經(jīng)過時，鋁板內(nèi)感應(yīng)出的渦流會對磁鐵的運(yùn)動產(chǎn)生阻礙作用．渦流制動是磁懸浮列車在高速運(yùn)行時進(jìn)行制動的一種方式．某研究所制成如圖乙所示的車和軌道模型來定量模擬磁懸浮列車的渦流制動過程．車廂下端安裝有電磁鐵系統(tǒng)，能在長為L1=0.6m，寬L2=0.2m的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度可隨車速的減小而自動增大（由車內(nèi)速度傳感器控制），但最大不超過B1=2T，將鋁板簡化為長大于L1，寬也為L2的單匝矩形線圈，間隔鋪設(shè)在軌道正中央，其間隔也為L2，每個線圈的電阻為R1=0.1Ω，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)．在某次實(shí)驗(yàn)中，模型車速度為v0=20m/s時，啟動電磁鐵系統(tǒng)開始制動，車立即以加速度a1=2m/s2做勻減速直線運(yùn)動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到B1時就保持不變，直到模型車停止運(yùn)動．已知模型車的總質(zhì)量為m1=36kg，空氣阻力不計(jì)．不考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象以及線圈激發(fā)的磁場對電磁鐵產(chǎn)生磁場的影響．
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（1）電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最大時，模型車的速度為多大？
（2）模型車的制動距離為多大？
（3）為了節(jié)約能源，將電磁鐵換成若干個并在一起的永磁鐵組，兩個相鄰的磁鐵磁極的極性相反，且將線圈改為連續(xù)鋪放，如圖丙所示，已知模型車質(zhì)量減為m2=20kg，永磁鐵激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2=0.1T，每個線圈匝數(shù)為N=10，電阻為R2=1Ω，相鄰線圈緊密接觸但彼此絕緣．模型車仍以v0=20m/s的初速度開始減速，為保證制動距離不大于80m，至少安裝幾個永磁鐵？

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2009?天津）（1）如圖1所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積為S，電阻為R．線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，線框中感應(yīng)電流的有效值I=
2
BSω
2R
2
BSω
2R
．線框從中性面開始轉(zhuǎn)過
π
2
的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q=
BS
R
BS
R
．
（2）圖2為簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的偏電流IR=300μA，內(nèi)阻Rg=100Ω，可變電阻R的最大阻值為10kΩ，電池的電動勢E=1.5V，內(nèi)阻r=0.5Ω，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)是
紅
紅
色，接正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx=
5
5
kΩ．若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測上述Rx其測量結(jié)果與原結(jié)果相比較
變大
變大
（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）如圖3所示，將打點(diǎn)計(jì)時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測定重力和速度．
①所需器材有打點(diǎn)計(jì)時器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需
D
D
（填字母代號）中的器材．
A．直流電源、天平及砝碼     B．直流電源、毫米刻度尺
C．交流電源、天平及砝碼     D．交流電源、毫米刻度尺
②通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度．為使圖線的斜率等于重力加速度，除作v-t圖象外，還可作
v2
2
-h
v2
2
-h
圖象，其縱軸表示的是
速度平方的二分之一
速度平方的二分之一
，橫軸表示的是
重物下落的高度
重物下落的高度
．

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科目：高中物理 來源：天津 題型：問答題

（1）如圖1所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積為S，電阻為R．線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，線框中感應(yīng)電流的有效值I= ．線框從中性面開始轉(zhuǎn)過
π
2
的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q= ．
（2）圖2為簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的偏電流IR=300μA，內(nèi)阻Rg=100Ω，可變電阻R的最大阻值為10kΩ，電池的電動勢E=1.5V，內(nèi)阻r=0.5Ω，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)是 色，接正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx= kΩ．若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測上述Rx其測量結(jié)果與原結(jié)果相比較 （填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）如圖3所示，將打點(diǎn)計(jì)時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測定重力和速度．
①所需器材有打點(diǎn)計(jì)時器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需 （填字母代號）中的器材．
A．直流電源、天平及砝碼     B．直流電源、毫米刻度尺
C．交流電源、天平及砝碼     D．交流電源、毫米刻度尺
②通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度．為使圖線的斜率等于重力加速度，除作v-t圖象外，還可作 圖象，其縱軸表示的是 ，橫軸表示的是 ．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

渦流制動是一種利用電磁感應(yīng)原理工作的新型制動方式，它的基本原理如圖甲所示。水平面上固定一塊鋁板，當(dāng)一豎直方向的條形磁鐵在鋁板上方幾毫米高度上水平經(jīng)過時，鋁板內(nèi)感應(yīng)出的渦流會對磁鐵的運(yùn)動產(chǎn)生阻礙作用。

渦流制動是磁懸浮列車在高速運(yùn)行時進(jìn)行制動的一種方式。某研究所制成如圖乙所示的車和軌道模型來定量模擬磁懸浮列車的渦流制動過程。車廂下端安裝有電磁鐵系統(tǒng)，能在長為，寬的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度可隨車速的減小而自動增大（由車內(nèi)速度傳感器控制），但最大不超過，將鋁板簡化為長大于，寬也為的單匝矩形線圈，間隔鋪設(shè)在軌道正中央，其間隔也為，每個線圈的電阻為，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)。在某次實(shí)驗(yàn)中，模型車速度為時，啟動電磁鐵系統(tǒng)開始制動，車立即以加速度做勻減速直線運(yùn)動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到時就保持不變，直到模型車停止運(yùn)動。已知模型車的總質(zhì)量為，空氣阻力不計(jì)。不考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象以及線圈激發(fā)的磁場對電磁鐵產(chǎn)生磁場的影響。

（1）電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最大時，模型車的速度為多大？

（2）模型車的制動距離為多大？

（3）為了節(jié)約能源，將電磁鐵換成若干個并在一起的永磁鐵組，兩個相鄰的磁鐵磁極的極性相反，且將線圈改為連續(xù)鋪放，如圖丙所示，已知模型車質(zhì)量減為，永磁鐵激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為，每個線圈匝數(shù)為，電阻為，相鄰線圈緊密接觸但彼此絕緣。模型車仍以的初速度開始減速，為保證制動距離不大于，至少安裝幾個永磁鐵？

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科目：高中物理 來源：2011年天津市十二區(qū)縣重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考高考物理模擬試卷（二）（解析版） 題型：解答題

渦流制動是一種利用電磁感應(yīng)原理工作的新型制動方式，它的基本原理如圖甲所示．水平面上固定一塊鋁板，當(dāng)一豎直方向的條形磁鐵在鋁板上方幾毫米高度上水平經(jīng)過時，鋁板內(nèi)感應(yīng)出的渦流會對磁鐵的運(yùn)動產(chǎn)生阻礙作用．渦流制動是磁懸浮列車在高速運(yùn)行時進(jìn)行制動的一種方式．某研究所制成如圖乙所示的車和軌道模型來定量模擬磁懸浮列車的渦流制動過程．車廂下端安裝有電磁鐵系統(tǒng)，能在長為L1=0.6m，寬L2=0.2m的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度可隨車速的減小而自動增大（由車內(nèi)速度傳感器控制），但最大不超過B1=2T，將鋁板簡化為長大于L1，寬也為L2的單匝矩形線圈，間隔鋪設(shè)在軌道正中央，其間隔也為L2，每個線圈的電阻為R1=0.1Ω，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)．在某次實(shí)驗(yàn)中，模型車速度為v=20m/s時，啟動電磁鐵系統(tǒng)開始制動，車立即以加速度a1=2m/s2做勻減速直線運(yùn)動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到B1時就保持不變，直到模型車停止運(yùn)動．已知模型車的總質(zhì)量為m1=36kg，空氣阻力不計(jì)．不考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象以及線圈激發(fā)的磁場對電磁鐵產(chǎn)生磁場的影響．

（1）電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最大時，模型車的速度為多大？
（2）模型車的制動距離為多大？
（3）為了節(jié)約能源，將電磁鐵換成若干個并在一起的永磁鐵組，兩個相鄰的磁鐵磁極的極性相反，且將線圈改為連續(xù)鋪放，如圖丙所示，已知模型車質(zhì)量減為m2=20kg，永磁鐵激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2=0.1T，每個線圈匝數(shù)為N=10，電阻為R2=1Ω，相鄰線圈緊密接觸但彼此絕緣．模型車仍以v=20m/s的初速度開始減速，為保證制動距離不大于80m，至少安裝幾個永磁鐵？

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