題目列表(包括答案和解析)
如圖甲所示,在一個正方形金屬線圈區(qū)域內,存在著磁感應強度B隨時間變化的勻強磁場,磁場的方向與線圈平面垂直.金屬線圈所圍的面積S=200 cm2,匝數(shù)n=1000,線圈電阻r=1.0 Ω.線圈與電阻R構成閉合回路,電阻R=4.0 Ω.勻強磁場的磁感應強度隨時間變化的情況如圖乙所示,求:
(1)在t=2.0 s時刻,通過電阻R的感應電流的大��;
(2)在t=2.0 s時刻,電阻R消耗的電功率;
(3)0~6.0 s內整個閉合電路中產生的熱量.
如圖甲所示,在一個正方形金屬線圈區(qū)域內,存在著磁感應強度B隨時間變化的勻強磁場,磁場的方向與線圈平面垂直.金屬線圈所圍的面積S=200 cm2,匝數(shù)n=1000,線圈電阻r=1.0 Ω.線圈與電阻R構成閉合回路,電阻的阻值R=4.0 Ω.勻強磁場的磁感應強度隨時間變化的情況如圖乙所示,求:
(1)在t=2.0 s時刻,穿過線圈的磁通量和通過電阻R的感應電流的大��;
(2)在t=5.0 s時刻,電阻R消耗的電功率;
(3)0-6.0 s內整個閉合電路中產生的熱量.
如圖所示,矩形線圈abcd的匝數(shù)為N=50匝,線圈ab的邊長為l1=0.2 m,bc的邊長為l2=0.25 m,在磁感應強度為B=0.4 T的勻強磁場中,繞垂直于磁感線且通過線圈中線的軸勻速轉動,轉動的角速度ω=100rad/s,若線圈自身電阻為r=1 Ω,負載電阻R=9 Ω.試求:
(1)穿過線圈平面的最大磁通量Φm;
(2)線圈在圖示位置(線圈平面與磁感線平行)開始轉動,感應電動勢e的表達式;
(3)1 min時間內電阻R上產生的焦耳熱Q的大�。�
如圖所示,勻強磁場中有一矩形閉合線圈abcd,線圈平面與磁場垂直.已知線圈的匝數(shù)N=100,邊長ab=1.0 m、bc=0.5 m,電阻r=2 Ω.磁感應強度B在0~1 s內從零均勻變化到0.2 T.在1~5 s內從0.2 T均勻變化到-0.2 T,取垂直紙面向里為磁場的正方向.
求:(1)0.5 s時線圈內感應電動勢的大小E和感應電流的方向;
(2)在1~5 s內通過線圈的電荷量q;
(3)在0~5 s內線圈產生的焦耳熱Q.
如圖所示,空間存在豎直向上的勻強磁場,磁感應強度B=0.2 T.一質量m=0.1 kg,總電阻r=0.4 Ω,邊長d=0.5 m的正方形均勻導體框平放在粗糙的水平地面上,在一與導體框平面始終垂直的外力作用下做如下運動:首先外力作用在AB邊上,線框繞CD邊順時針轉動180°,然后外力作用到CD邊上,線框繞AB邊順時針轉動180°……如此不斷重復,線框在地面上向右翻轉,線框轉動時的角速度ω=0.4 rad/s保持恒定.
(1)線框繞CD邊轉動,求當DA邊轉到豎直位置時AB邊上所加水平外力的大��;
(2)求從線框繞CD邊開始轉動到DA邊豎直的這四分之一圈內線框上產生的電熱;
(3)從運動開始作為計時起點,求出在第一個周期內AB兩點間的電勢差UAB隨時間t變化的關系,并作出UAB隨時間t變化的關系圖線.
二、實驗題:(18分)將答案填在題目的空白處,或者要畫圖連線。
9、(6分)①a f d b e c (3分)
②A (3分)
10、(12分)(2)①0.183(0.181~0.185);(3分)
②V1,A1;R1;(3分)
③見答圖1;(3分)
④(3分)………………共12分
說明:答圖1中電壓表連接線柱b、c也正確。
三、本大題共三小題共計54分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題.答案中必須明確寫出數(shù)值和單位
11、(16分)(1)滑塊C滑上傳送帶后做勻加速運動,設滑塊C從滑上傳送帶到速度達到傳送帶的速度v所用的時間為t,加速度大小為a,在時間t內滑塊C的位移為x。
根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式………1分 ………1分
…………1分 解得…………1分
即滑塊C在傳送帶上先加速,達到傳送帶的速度v后隨傳送帶勻速運動,并從右端滑出,則滑塊C從傳道帶右端滑出時的速度為v=3.0m/s…………1分
(2)設A、B碰撞后的速度為v1,A、B與C分離時的速度為v2,由動量守恒定律
mv0=2mv1 ………………1分 2 mv1=2mv2+mvC…………1分
由動量守恒規(guī)律 ……1分 解得EP=1.0J……1分
(3)在題設條件下,若滑塊A在碰撞前速度有最大值,則碰撞后滑塊C的速度有最大值,它減速運動到傳送帶右端時,速度應當恰好等于傳遞帶的速度v。
設A與B碰撞后的速度為,分離后A與B的速度為,滑塊C的速度為,由能量守恒規(guī)律和動量守恒定律………1分
…………1分
由能量守恒規(guī)律…………1分
由運動學公式 …………2分 解得:
說明:其他方法解答正確也給分。
12、(18分)(1)(5分)因金屬框勻速運動,所以金屬框受到的安培力等于重力與阻力之和,設當電梯向上勻速運動時,金屬框中感應電流大小為I
① (1分)
② (2分)
由①②式得金屬框中感應電流I =1.2×104A (1分)
圖示時刻回路中感應電流沿逆時針方向 (1分)
(2)(5分)金屬框中感應電動勢 ③ (2分)
金屬框中感應電流大小 ④ (2分)
由③④式得 v0=12.7m/s (1分)
(3)(8分)金屬框中的焦耳熱為:P1 = I2R =1.3×105W (1分)
重力功率為:P2 = mg v1=4.75×105W (2分)
阻力的功率為:P3 = f v1=5×103W (2分)
提升轎廂的效率 100% (2分)
77.9 % (1分)
13、(20分)(1)依題意,R=L/4,由qvB=mv2/R,qU0=,解得U0=(6分)
(2)設AF中點為G,連接GC,作其垂直平分線,與AF延長線交點即為圓心
由相似三角形得R′=O′G=13L/4,qvB=mv2/R′,q=,∴UNM=(7分)
(3)由于粒子在磁場中運動周期T=,T與速率無關粒子撞擊BC中點和DE中點后回到G,用時最短圓周半徑R″=3L/2,得到最短時間t==(7分)
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