题目内容

4.如图甲所示,面积为0.1m2的10匝线圈EFG处在某磁场中,t=0时,磁场方向垂直于线圈平面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示.已知线圈与右侧电路接触良好,电路中的电阻R=4Ω,电容C=10 μF,线圈EFG的电阻为1Ω,其余部分电阻不计.则当开关S闭合,电路稳定后,在t=0.1s至t=0.2s这段时间内(  )
A.电容器所带的电荷量为8×10-5 CB.通过R的电流是2.5 A,方向从b到a
C.通过R的电流是2 A,方向从b到aD.R消耗的电功率是0.16 W

分析 根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小,根据楞次定律得出感应电流的方向,结合欧姆定律求出电流的大小,以及R两端的电压,结合Q=CU求出电容器所带电量的大小.

解答 解:A、根据法拉第电磁感应定律:
$E=n\frac{△B}{△t}S$=$10×\frac{2}{0.2}×0.1=10V$
电阻R两端的电压:$U=\frac{E}{R+r}R=\frac{10}{4+1}×4=8V$
电容器两端的电压等于电阻R两端的电压${U}_{C}^{\;}=8V$
电容器所带的电荷量$Q=C{U}_{C}^{\;}=10×1{0}_{\;}^{-6}×8=8×1{0}_{\;}^{-5}C$,故A正确;
BC、通过R的电流$I=\frac{E}{R+r}=\frac{10}{4+1}=2A$,由楞次定律通过R的电流方向从a到b,故BC错误;
D、R消耗的功率$P=\frac{{U}_{\;}^{2}}{R}=\frac{{8}_{\;}^{2}}{4}=16W$,故D错误;
故选:A

点评 本题考查了法拉第电磁感应定律、欧姆定律、楞次定律的基本运用,会运用法拉第电磁感应定律求解感应电动势,以及会运用楞次定律判断感应电流的方向是解决本题的关键.

练习册系列答案
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14.在“探究滑块速度随时间变化的规律”实验中,某研究性学习小组在一端装有定滑轮的长木板的中段粘上均匀的薄砂纸,砂面朝上,还选用了质量为100g的长方体木块、一段较长的棉绳、一盒钩码(单个质量为50g)、电磁打点计时器、纸带、复写纸、学生电源和导线若干,实验装置如图甲所示,实验时在小车上加载四个钩码,在棉绳的右端悬挂三个钩码,接通电源,释放小车,成功打出了一条纸带,纸带的局部如图乙,大部分点的时刻和速度的对应关系已经描绘在图丙里.

(1)根据图乙,请计算0.20s时刻点的瞬时速度,填入下表中.
时刻(s)0.200.240.280.320.36
速度(m/s)0.680.750.870.931.01
(2)根据上述表格中的五组数据,请在图丙中描绘出对应的五个点,再根据图中所有的点,描绘出最能反映出木块运动性质的v-t图象.

(3)根据上述图象,请说明滑块的运动性质:滑块先做匀加速运动,接着做匀速运动,最后再做匀加速运动
(4)在实验结束后,同学们对实验进行了反思:A同学认为本实验有必要在左端垫上小垫块以平衡摩擦力,B同学认为没有必要,你认为B的观点正确; C同学认为本实验中三个钩码质量太大,有必要换质量更小的配重,以满足“重物质量m远小于滑块质量M”这一条件,D同学认为没有必要,你认为D的观点正确;同学们都认为可以由实验数据粗略计算出木块与砂纸之间的动摩擦因数,其值为0.50(保留两位有效数字).

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