题目内容
7.在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化.设线圈总电阻为2Ω,则( )A. | t=0时,线圈平面平行于磁感线 | |
B. | t=1s时,线圈中的电流改变方向 | |
C. | t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大 | |
D. | 一个周期内,线圈产生的热量为8π2J |
分析 根据图象得到t=0时穿过线圈平面的磁通量大小,由此确定线圈的位置;根据图象斜率确定第感应电流方向和t=1.5 s时感应电动势大小;计算此交流电的最大值和有效值,根据焦耳定律计算一个周期产生的热.
解答 解:A、根据图象可知,在t=0时穿过线圈平面的磁通量为零,所以线圈平面平行于磁感线,故A正确;
B、Φ-t图象的斜率为$\frac{△Φ}{△t}$,即表示磁通量的变化率,在0.5s~1.5s之间,“斜率方向“不变,表示的感应电动势方向不变,则电流强度方向不变,故B错误;
C、根据法拉第电磁感应定律可得E=N$\frac{△Φ}{△t}$,所以在t=1.5 s时,斜率为零,则感应电动势为零,故C错误;
D、感应电动势的最大值为Em=NBSω=NΦmω=100×$0.04×\frac{2π}{2}$ V=4π V,有效值E=$\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}}$=2$\sqrt{2}π$ V,根据焦耳定律可得一个周期产生的热为Q=$\frac{{E}^{2}}{R}T$=$\frac{8{π}^{2}}{2}×2J$=8π2J,故D正确.
故选:AD.
点评 本题考查交变电流产生过程中,感应电动势与磁通量、磁通量变化率的关系,关键抓住两个特殊位置:一是线圈与磁场垂直位置是磁通量最大的位置,该位置是电流方向改变的转换点;二是线圈与磁场平行位置,该位置磁通量为零,是电流强度增大与减小的转换点.
练习册系列答案
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D. | ${\;}_{92}^{235}U{+}_{0}^{1}n$→${\;}_{56}^{144}Ba$+${\;}_{36}^{89}Kr$+3${\;}_{0}^{1}n$ |