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          50条信息

            • 1.
              如图\((\)甲\()\)所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场\(.\)已知线圈的匝数\(n=100\)匝,电阻\(r=1.0Ω\),所围成矩形的面积\(S=0.040m^{2}\),小灯泡的电阻\(R=9.0Ω\),磁场的磁感应强度随按如图\((\)乙\()\)所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为\(e=nB_{m}S \dfrac {2π}{T}\cos \dfrac {2π}{T}t\),其中\(B_{m}\)为磁感应强度的最大值,\(T\)为磁场变化的周期\(.\)不计灯丝电阻随温度的变化,求:

              \((1)\)线圈中产生感应电动势的最大值.
              \((2)\)小灯泡消耗的电功率.
              \((3)\)在磁感强度变化的\(0~ \dfrac {T}{4}\)的时间内,通过小灯泡的电荷量.
            • 2.
              在如图甲所示的电路中,螺线管匝数\(n=1500\)匝,横截面积\(S=20cm^{2}.\)螺线管导线电阻\(r=1.0Ω\),\(R_{1}=4.0Ω\),\(R_{2}=5.0Ω\),\(C=30μF.\)在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度\(B\)按如图乙所示的规律变化\(.\)求:
              \((1)\)求螺线管中产生的感应电动势?
              \((2)\)闭合\(S\),电路中的电流稳定后,求此时全电路电流的方向\((\)顺时针还是逆时针\()\)?
              \((3)\)闭合\(S\),电路中的电流稳定后,电阻\(R_{1}\)的电功率?
              \((4)\)闭合\(S\),电路中的电流稳定后,求电容器的电量?
            • 3.
              如图甲所示,单匝正方形线框\(abcd\)的电阻\(R=0.5Ω\),边长\(L=20cm\),匀强磁场垂直于线框平面,磁感强度\(B\)随时间\(t\)的变化规律如图乙所示。求:
              \((1)0~2s\)内通过\(ab\)边横截面的电荷量\(q\);
              \((2)3s\)时\(ab\)边所受安培力的大小\(F\);
              \((3)0~4s\)内线框中产生的焦耳热\(Q\)。
            • 4.
              如图甲所示,一个面积为\(S\),阻值为\(r\)的圆形金属线圈与阻值为\(2r\)的电阻\(R\)组成闭合回路。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度\(B\)随时间\(t\)变化的关系如图乙所示,图中\(B_{0}\)和\(t_{0}\)已知,导线电阻不计。在\(t=0\)至\(t=t_{0}\)时间内,求:
              \((1)\)电阻\(R\)中电流的方向;
              \((2)\)感应电动势的大小\(E\);
              \((3)a\)、\(b\)两点间的电势差\(U_{ab}\)。
            • 5.
              矩形线圈\(abcd\),长\(ab=20cm\),宽\(bc=10cm\),匝数\(n=200\),每匝线圈电阻\(R=0.25Ω\),整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,磁感应强度\(B\)随时间的变化规律如图所示,求
              \((1)\)线圈回路的感应电动势
              \((2)\)在\(t=0.3s\)时线圈\(ab\)边所受的安培力的大小.
            • 6.
              如图\(1\)所示,半径为\(r\)的金属细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度\(B\)随时间\(t\)的变化关系为\(B=kt(k > 0\),且为已知的常量\()\)。
              \((1)\)已知金属环的电阻为\(R.\)根据法拉第电磁感应定律,求金属环的感应电动势\(E_{感}\)和感应电流\(I\);
              \((2)\)麦克斯韦电磁理论认为:变化的磁场会在空间激发一种电场,这种电场与静电场不同,称为感生电场或涡旋电场。图\(1\)所示的磁场会在空间产生如图\(2\)所示的圆形涡旋电场,涡旋电场的电场线与金属环是同心圆。金属环中的自由电荷在涡旋电场的作用下做定向运动,形成了感应电流。涡旋电场力\(F\)充当非静电力,其大小与涡旋电场场强\(E\)的关系满足\(F=qE.\)如果移送电荷\(q\)时非静电力所做的功为\(W\),那么感应电动势\(E_{感}= \dfrac {W}{q}\)。
              \(a.\)请推导证明:金属环上某点的场强大小为\(E= \dfrac {1}{2}kr\);
              \(b.\)经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子\((\)即金属原子失去电子后的剩余部分\()\)的碰撞。在考虑大量自由电子的统计结果时,电子与金属离子的碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力,其大小可表示为\(f=bv(b > 0\),且为已知的常量\()\)。
              已知自由电子的电荷量为\(e\),金属环中自由电子的总数为\(N.\)展开你想象的翅膀,给出一个合理的自由电子的运动模型,并在此基础上,求出金属环中的感应电流\(I\)。
              \((3)\)宏观与微观是相互联系的。若该金属单位体积内自由电子数为\(n\),请你在\((1)\)和\((2)\)的基础上推导该金属的电阻率\(ρ\)与\(n\)、\(b\)的关系式。
            • 7.
              如图,两根足够长的金属导轨\(ab\)、\(cd\)竖直放置,导轨间距离为\(L_{1}\)电阻不计\(.\)在导轨上端并接两个额定功率均为\(P\)、电阻均为\(R\)的小灯泡\(.\)整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直\(.\)现将一质量为\(m\)、电阻可以忽略的金属棒\(MN\)从图示位置由静止开始释放\(.\)金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好\(.\)已知某时刻后两灯泡保持正常发光\(.\)重力加速度为\(g.\)求:
              \((1)\)磁感应强度的大小:
              \((2)\)灯泡正常发光时导体棒的运动速率.
            • 8.
              如图甲所示,圆形金属线圈的面积\(S=0.5m^{2}\),匝数\(n=100\),电阳\(R=10Ω\),线圈内磁场变化规律如图乙所示,且磁场方向垂直线圈平面内里。求:
              \((1)\)线圈中产生的感应电动势\(E\);
              \((2)\)在\(1s~2s\)时间内,通过线圈某一截面的电荷量\(q\)。
            • 9.
              一个\(300\)匝的线圈,穿过它的磁通量在\(0.03s\)内由\(6×10^{-2}Wb\)均匀地增大到\(9×10^{-2}Wb.\)其内阻为\(10Ω\),当接在\(990Ω\)的热水器上,产生的电流为多少?
            • 10.
              两根相距为\(d=12cm\)的金属直角导轨如图\(1\)所示放置,水平部分处在同一水平面内且足够长,竖直部分长度\(L=24cm\),下端由一电阻连接,电阻阻值\(R_{0}=2Ω.\)质量\(m=\lg \)、电阻\(R=1Ω\)的金属细杆\(MN\)与水平部分导轨垂直接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为\(μ=0.1\),导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为\(B\),方向水平向右的均匀磁场中,此磁场垂直于竖直轨道平面,磁感应强度\(B\)随时间\(t\)变化如图\(2\)所示,\(t=3s\)后磁场不变。\(t=0\)时给棒\(MN\)一向左的初速度\(v_{0}=5m/s\),\(t=4s\)时棒的速减为零。试:

              \((1)\)判断初始时流过\(MN\)棒的电流方向;
              \((2)\)求\(4s\)内感应电流的平均值;
              \((3)\)求\(4s\)内\(MN\)棒克服摩擦力做的功:
              \((4)\)求前\(3s\)内安培力对\(MN\)棒的冲量的大小。
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