题目内容

9.如图甲所示,在一半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,在该圆形区域内放置一n匝正方形线圈,正方形线圈的四个顶点都在圆形区域的边界上,若圆形区域内磁场的磁感应强度按照图乙所示变化,则(  )
A.t时刻,圆形区域内的磁感应强度的表达式为B=B0+$\frac{2{B}_{0}}{T}$t
B.正方形线圈内磁通量的变化率$\frac{△Φ}{△t}$=2r2$\frac{{B}_{0}}{T}$
C.T时刻,正方形线圈内产生的感应电动势E=nπr2$\frac{{B}_{0}}{T}$
D.T时刻,正方形线圈内产生的感应电动势E=2nr2$\frac{{B}_{0}}{T}$

分析 A、根据图线,即可确定磁感应强度的表达式;
B、依据正方形面积,及磁场的变化率,即可求解;
CD、根据法拉第电磁感应定律E=$n\frac{△∅}{△t}$,即可求解.

解答 解:A、根据题中的图象,则t时刻,圆形区域内的磁感应强度的表达式为B=B0+$\frac{2{B}_{0}}{T}$t,故A正确;
B、正方形线圈内磁通量的变化率$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{△B}{△t}$S=$\frac{{B}_{0}}{T}$($\sqrt{2}$r)2=2r2$\frac{{B}_{0}}{T}$,故B正确;
CD、根据法拉第电磁感应定律,E=$n\frac{△∅}{△t}$=2nr2$\frac{{B}_{0}}{T}$,故C错误,D正确,
故选:ABD.

点评 考查磁通量的变化率,及法拉第电磁感应定律的应用,注意由磁感应强度与时间的图线求解磁感应强度的变化率是解题的突破口.

练习册系列答案
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1.现要验证“当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律.给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图甲所示)、小车(设小车的质量为M,但未具体测出)、计时器、米尺、弹簧秤,还有钩码若干.实验步骤如下(不考虑摩擦力的影响,重力加速度为g),完成下列实验步骤中所缺的内容:

(1)按图甲安装好实验器材;
(2)用弹簧秤沿斜面向上拉小车保持静止,测出此时的拉力F;
(3)让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t,用米尺测量A1与A2之间的距离s,可以求得小车运动的加速度a=$\frac{2s}{{t}^{2}}$;
(4)已知A1与A2之间的距离s,实验时在小车中加钩码,所加钩码总质量为m,要保持小车与钩码的合外力F不变,可以采用如下方法:用弹簧秤沿斜面拉着小车,将斜面的高度降低,直到弹簧秤的读数为F为止.
(5)多次增加钩码,然后重复步骤(4).在小车与钩码的合外力保持不变的情况下,利用(3)和(4)的测量和计算结果,可得钩码总质量m与小车从A1到A2时间t的关系式为m=$\frac{F}{2s}$t2-M.
(6)利用实验中所测得的数据作出了如图乙所示的m-t2图象,若该图象的斜率为k,图象在纵轴上截距的绝对值为b,那么根据该图象求得小车的质量M=b,小车所受的合外力大小为F=2ks.(用k、b和s表示)

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