题目内容
20.如图(a)所示,圆形线圈的面积S=0.2m2,匝数为100,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个组织R=3Ω的电阻,把线圈垂直放入匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图(b)所示.求:(1)在0~6s内穿过线圈的磁通量变化量△φ;
(2)在0~6s内电阻R中产生的焦耳热.
分析 (1)求出初末状态的磁通量,再求磁通量的变化量
(2)根据法拉第电磁感应定律求感应电动势,由闭合电路的欧姆定律求出感应电流,最后由焦耳定律求焦耳热
解答 解:(1)t=0时,${Φ}_{0}^{\;}={B}_{0}^{\;}S=-0.6×0.2=-0.12Wb$
t=6s时,Φ=BS=0.6×0.2=0.12Wb
6s内,△Φ=Φ$-{Φ}_{0}^{\;}$=0.24Wb
(2)由法拉第电磁感应定律有:$E=N\frac{△Φ}{△t}=100×\frac{0.24}{6}=4V$
R中的电流为:$I=\frac{E}{R+r}=\frac{4}{3+1}=1A$
R产生的焦耳热为:$Q={I}_{\;}^{2}Rt={1}_{\;}^{2}×3×6=18J$
答:(1)在0~6s内穿过线圈的磁通量变化量△φ为0.24Wb;
(2)在0~6s内电阻R中产生的焦耳热18J
点评 本题考查了求磁通量的变化,法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律及焦耳定律等知识点,关键要注意磁通量虽然是标量,但有正负,如果某个时刻规定从正面穿入为正,那么从正面穿出为负.
练习册系列答案
相关题目
17.如图,水平传送带A、B两端相距S=3.5m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1.工件滑上A端瞬时速度vA=4m/s,达到B端的瞬时速度设为vB,工件质量m=1kg.则( )
A. | 若传送带不动,则vB=2m/s | |
B. | 若传送带以速度v=4m/s逆时针匀速转动,工件到达B端时在传送带上留下的划痕长3.5m | |
C. | 若传送带以速度v=2m/s顺时针匀速转动,vB=2m/s | |
D. | 若传送带以速度v=2m/s顺时针匀速转动,工件到达B端时与传送带产生热量为1.5J |
11.如图所示,空间的某个复合场区域内存在着方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场.质子由静止开始经一加速电场加速后,垂直于复合场的界面进入并沿直线穿过场区,质子从复合场区穿出时的动能为Ek,那么氘核同样由静止开始经同一加速电场加速后穿过同一复合场后的动能Ek′的大小是( )
A. | Ek′=Ek | B. | Ek′>Ek | ||
C. | Ek′<Ek | D. | 条件不足,难以确定 |
8.下列关于变化的磁场产生电场的说法中,正确的是( )
A. | 在变化的磁场中放一段导体,导体中的自由电荷不会定向移动 | |
B. | 在变化的磁场中放一闭合电路,电路中将会产生感应电流 | |
C. | 变化的磁场产生电场,这个电场的电场线是闭合的 | |
D. | 变化的磁场产生电场,这个电场与静电场相同 |
9.如图所示,A、B为大小、形状均相同且内壁光滑,但用不同材料制成的圆管,竖直立在水平桌面上.两个相同的磁性小球,同时分别从A、B管口上端等高处静止释放,穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到桌面.已知小球下落过程中不与管壁接触,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. | A管可能是用塑料制成的,B管可能是用铜制成的 | |
B. | 小球在A管下落过程中,机械能一定守恒 | |
C. | 小球在B管下落过程中,重力势能的减少量小于动能的增加量 | |
D. | 小球在B管中运动时,管对桌面的压力大于管的重力 |
10.沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度-时间图象如图所示.已知斜面的倾角为37°,物体的质量为1kg,物体与斜面之间的动摩擦因数为0.5,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则( )
A. | 在0~5s内拉力F的大小为1.8 N | B. | 在5s~10s内拉力F的大小为10 N | ||
C. | 斜面的长度可能为5m | D. | 在10s~15s内拉力F做的功为-5.5J |