题目内容

与磁感强度B=0.8T垂直的线圈面积为0.05m2，若这个线圈绕有50匝，此时磁通量有多大？线圈位置如果在0.2秒内转过90°，则此过程中产生的平均感应电动势多大？
分析：在匀强磁场中，线圈垂直于磁场时，磁通量公式Φ=BS；线圈位置转过90°的过程中产生的平均感应电动势由法拉第电磁感应定律求解．
解答：解：磁通量与线圈的匝数无关，则此时磁通量为：Φ1=BS=0.8×0.05Wb=0.04Wb．
线圈位置转过90°的过程中，磁通量的变化量大小为：△Φ=Φ1-0=0.04Wb．
产生的平均感应电动势为：
.
E
=n
△Φ
△t
=50×
0.04
0.2
V=10V
答：若这个线圈绕有50匝，此时磁通量有0.04Wb．线圈位置如果在0.2秒内转过90°，则此过程中产生的平均感应电动势是10V．
点评：解决本题时，要注意磁通量与线圈的匝数无关，法拉第电磁感应定律往往用来求平均感应电动势．
练习册系列答案
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（2003?上海）如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中
粗线表法），R1=4Ω、R2=8Ω（导轨其它部分电阻不计）．导轨OAC的形状满足方程y=2sin(
π3
x)（单位：m）．磁感强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面．一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导思接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻．求：
（1）外力F的最大值；
（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；
（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系．
图1  是一台发电机定子中的磁场分布图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状．M是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴．磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿圆柱半径、大小近似均匀的磁场，磁感强度B=0.50T
图2  是该发电机转子的示意图（虚线表示定子的铁芯M）．矩形线框abcd可绕过ad、cb边的中点并与图1中的铁芯M共轴的固定转轴oo′旋转，在旋转过程中，线框的ab、cd边始终处在图1所示的缝隙内的磁场中．已知ab边长L1=20.0cm，ad边长L2=10.0cm  线框共有N=8匝导线．将发电机的输出端接入图中的装置K后，装置K能使交流电变成直流电，而不改变其电压的大小．直流电的另一个输出端与一可变电阻R相连，可变电阻的另一端P是直流电的正极，直流电的另一个输出端Q是它的负极．
图3  是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为x、y．

现把直流电的正、负极与两铜片的引线端相连，调节R，使CuSO4溶液中产生I=0.20A的电流．假设发电机的内阻可忽略不计，两铜片间的电阻r是恒定的，线圈转动的角速度ω=200rad/s，求
（1）每匝线圈中的感应电动势的大小．
（2）可变电阻R与A、B间电阻r之和．
（2003?北京）图1是一台发电机定子中的磁场分布图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极它们的表面呈半圆柱面形状．M是圆柱形铁芯，它与堵塞的柱面共轴．磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿圆柱半径、大小近似均匀的磁场，磁感强度B=0.050T．
图2 是该发电机转子的示意图（虚线表示定子的铁芯M）．矩形线圈abcd可绕过ab、cd边的中点并与图1中的铁芯M共轴的固定转轴OO’旋转，在旋转过程中，线框的ab、cd边始终处在图1所示的缝隙内的磁场中．已知ab边长l1=25.0cm，ad边长l2=10.0cm，线框共有N=8匝导线，旋转的角速度ω=250/s．将发电机的输出端接入图中的装置K后，装置K能使交流电变成直流电，而不改变其电压的大小．直流电的一个输出端与一可变电阻R相连，可变电阻的另一端P是直流电的正极，直流电的另一输出端Q是它的负极．
图3是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为x、y．
Ⅰ、现把直流电的正负极与两铜片的引端相连，调节R，使CuSO4溶液中产生I=0.21A的电流．假设发电机的内阻可忽略不计，两铜片间的电阻r是恒定的．
（1）求每匝线圈中的感应电动势的大小．
（2）求可变电阻R与A、B间电阻r之和．
Ⅱ、（1）当以I=0.21A的电流电解60分钟后，测得铜片A的质量增加了0.25g，则图3装置中的x端应与直流电的
负
负
极相连，它是电解池的
阴
阴
极．
（2）电解后铜片B的质量
减小
减小
．（答增加、减少或不变）
（3）列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA．（已知电子电量e=1.60×10-19C）
如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中
粗线表法），R1=4Ω、R2=8Ω（导轨其它部分电阻不计）．导轨OAC的形状满足方程y=2sin(
π
3
x)（单位：m）．磁感强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面．一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导思接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻．求：
（1）外力F的最大值；
（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；
（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系．
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如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中
粗线表法），R1=4Ω、R2=8Ω（导轨其它部分电阻不计）．导轨OAC的形状满足方程（单位：m）．磁感强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面．一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导思接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻．求：
（1）外力F的最大值；
（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；
（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系．

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