如图3所示.将单匝正方形线框ABCD一半放入匀强磁场中.磁感应强度B=1 T.让它以边界OO′为轴.以角速度ω=100 rad/s匀速转动.在AB.CD的中点用电刷P.Q将电流输送给小灯泡.线框边长L=0.2 m,总电阻为r=4 Ω,灯泡电阻为R=2 Ω,不计P.Q接触电阻及导线电阻.求: 图3(1)线框转动过程中产生的最大感应电动势,(2)理想电压表的示数,(3)由图题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图3所示，将单匝正方形线框ABCD一半放入匀强磁场中，磁感应强度B=1 T，让它以边界OO′为轴，以角速度ω=100 rad/s匀速转动，在AB、CD的中点用电刷P、Q将电流输送给小灯泡，线框边长L=0.2 m,总电阻为r=4 Ω,灯泡电阻为R=2 Ω,不计P、Q接触电阻及导线电阻.求：

图3

（1）线框转动过程中产生的最大感应电动势；

（2）理想电压表的示数；

（3）由图示位置转过30°时，线框受到的安培力.

解析：（1）E_max=BL²ω=×1×0.2²×100 V=2 V.

（2）设外电路电阻为R′，则R′==1 Ω

据欧姆定律得电压表示数为：U=I·R= V≈0.48 V

（3）转动30°时，通过AD的电流为

AD边受到的安培力为F_安=BIL= N.

答案：（1）2 V （2）0.48 V （3） N

练习册系列答案

（1）电磁铁的磁感应强度达到最大时，模型车的速度为多大？
（2）模型车的制动距离为多大？
（3）为了节约能源，将电磁铁换成若干个并在一起的永磁铁组，两个相邻的磁铁磁极的极性相反，且将线圈改为连续铺放，如图丙所示，已知模型车质量减为m₂=20kg，永磁铁激发的磁感应强度恒为B₂=0.1T，每个线圈匝数为N=10，电阻为R₂=1Ω，相邻线圈紧密接触但彼此绝缘．模型车仍以v₀=20m/s的初速度开始减速，为保证制动距离不大于80m，至少安装几个永磁铁？

（2009?天津）（1）如图1所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R．线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I=

BSω

．线框从中性面开始转过

的过程中，通过导线横截面的电荷量q=

．
（2）图2为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的偏电流I_R=300μA，内阻R_g=100Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是

红

色，接正确使用方法测量电阻R_x的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则R_x=

kΩ．若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述R_x其测量结果与原结果相比较

变大

（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）如图3所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力和速度．
①所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需

（填字母代号）中的器材．
A．直流电源、天平及砝码 B．直流电源、毫米刻度尺
C．交流电源、天平及砝码 D．交流电源、毫米刻度尺
②通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作

．

（1）如图1所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R．线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I= ．线框从中性面开始转过

的过程中，通过导线横截面的电荷量q= ．
（2）图2为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的偏电流I_R=300μA，内阻R_g=100Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是色，接正确使用方法测量电阻R_x的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则R_x= kΩ．若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述R_x其测量结果与原结果相比较（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）如图3所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力和速度．
①所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需（填字母代号）中的器材．
A．直流电源、天平及砝码 B．直流电源、毫米刻度尺
C．交流电源、天平及砝码 D．交流电源、毫米刻度尺
②通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作图象，其纵轴表示的是，横轴表示的是．

涡流制动是一种利用电磁感应原理工作的新型制动方式，它的基本原理如图甲所示。水平面上固定一块铝板，当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时，铝板内感应出的涡流会对磁铁的运动产生阻碍作用。

涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式。某研究所制成如图乙所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程。车厢下端安装有电磁铁系统，能在长为，宽的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场，磁感应强度可随车速的减小而自动增大（由车内速度传感器控制），但最大不超过，将铝板简化为长大于，宽也为的单匝矩形线圈，间隔铺设在轨道正中央，其间隔也为，每个线圈的电阻为，导线粗细忽略不计。在某次实验中，模型车速度为时，启动电磁铁系统开始制动，车立即以加速度做匀减速直线运动，当磁感应强度增加到时就保持不变，直到模型车停止运动。已知模型车的总质量为，空气阻力不计。不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响。