如图所示.电动机内通电矩形线圈在匀强磁场中绕OO′动时.下列说法正确的是-( ) A．线圈平面与磁感线平行时.所受合力最大.合力矩最大 B．线圈平面与磁感线垂直时.所受合力最大.合力矩最大 C．线圈平面与磁感线垂直时.所受合力为零.合力矩为零 D．线圈平面与磁感线斜交时.所受合力为零.合力矩不为零题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图所示，电动机内通电矩形线圈在匀强磁场中绕OO′动时，下列说法正确的是…（　）

A．线圈平面与磁感线平行时，所受合力最大，合力矩最大

B．线圈平面与磁感线垂直时，所受合力最大，合力矩最大

C．线圈平面与磁感线垂直时，所受合力为零，合力矩为零

D．线圈平面与磁感线斜交时，所受合力为零，合力矩不为零

答案：CD

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如图所示，一个矩形线圈的ab、cd边长为L₁，ad、bc边长为L₂，线圈的匝数为N，线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，并以OO′为中心做匀速圆周运动，（OO′与磁场方向垂直，线圈电阻不计），线圈转动的角速度为ω，若线圈从中性面开始计时，请回答下列问题：
（1）请用法拉第电磁感应定律证明该线圈产生的是正弦交流电．
（2）用该线圈产生的交流电通入电阻为R的电动机时，形成的电流有效值为I，请计算该电动机的输出的机械功率（其它损耗不计）．
（3）用此电动机将竖直固定的光滑U型金属框架上的水平导体棒EF从静止向上拉，已知导体棒的质量为m，U型金属框架宽为L且足够长，内有垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B₀，导体棒上升高度为h时，经历的时间为t，且此时导体棒刚开始匀速上升，棒有效电阻为R₀，金属框架的总电阻不计，棒与金属框架接触良好，请计算：
①导体棒匀速上升时的速度和已知量的关系．
②若t时刻导体棒的速度为v₀，求t时间内导体棒与金属框架产生的焦耳热．

（2004?连云港模拟）一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为1元电荷，即q=1.6×10^-19C，霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以自动控制升降电动机的电源的通断等．
在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽ab=1.0×10^-2m、长bc=4.0×10^-2m、厚h=1.0×10^-3m，水平放置在竖直向上的磁感强度B=2.0T的匀强磁场中，bc方向通有I=3.0A的电流，如图所示，由于磁场的作用，稳定后，在沿宽度方向上产生1.0×10^-5V的横向电压．
（1）假定载流子是电子，a、b两端中哪端电势较高？
（2）薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大？
（3）这块霍尔材料中单位体积内的载流子个数为多少？

如图所示，是小宇同学设计的一个实验装置．质量为5kg的物体M₁静止于水平导轨AB的B端，导轨AB及支架只可绕着固定于地面上的过C点的转动轴在竖直平面内转动（导轨及支架的形状和尺寸已在图中标出，质量忽略不计）．一根沿水平方向的细绳，一端连在物体M₁上，一端绕过滑轮组连在电动机的转轴上，电动机转动时，可以通过细绳拉动物体M₁沿导轨水平向A端移动．质量为8kg的物体M₂放在地面上，并通过细绳挂在动滑轮E₂上，在实验操作过程中，M₂始终未离开地面．与滑轮组、电动机有关的摩擦不计，动滑轮E₂的质量为0.2kg，细绳未发生形变，g取10N/kg．
（1）当电动机的输出功率为2.5W时，刚好可以通过细绳拉动物体M₁以0.1m/s的速度沿导轨水平向A端匀速运动，地面对物体M₂的支持力为 N₁．求细绳对物体M₁的拉力为多少？
（2）从物体M₁开始运动时起，导轨及支架能保持静止的最长时间为多少？
（3）将物体M₁换成另一质量更大的物体，当电动机通过细绳拉动它仍以0.1m/s的速度从B端沿导轨匀速向A端运动时，物体M₂受到地面的支持力为N₂，且N₁：N₂=16：1．若此时电动机两端电压为6V，电动机线圈的电阻为2Ω，电动机消耗的电能除了线圈发热外，全部用于对细绳做功，电动机允许通过的最大电流为1A．求此时通过电动机的电流为多少？

如图所示，一个矩形线圈的ab、cd边长为L₁，ad、bc边长为L₂，线圈的匝数为N，线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，并以OO^/为中轴做匀速圆周运动，（OO^/与磁场方向垂直，线圈电阻不计），线圈转动的角速度为ω，设转动从中性面开始计时，请回答下列问题：

（1）请用法拉第电磁感应定律证明该线圈产生的是正弦交流电。

（2）将线圈产生的交流电通入电阻为R的电动机时，形成的电流有效值为I，请计算该电动机的输出的机械功率（其它损耗不计）。

（3）用此电动机将竖直固定的光滑U型金属框架上的水平导体棒EF从静止向上拉，已知导体棒的质量为m，U型金属框架宽为L且足够长，内有垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B₀，导体棒上升高度为h时，经历的时间为t，且此时导体棒刚开始匀速上升，棒有效电阻为R₀，金属框架的总电阻不计，棒与金属框架接触良好，请计算：

①导体棒匀速上升时的速度和已知量的关系。

②若t时刻导体棒的速度为v₀，求t时间内导体棒与金属框架产生的焦耳热。

（21分）如图所示，一个矩形线圈的ab、cd边长为L₁，ad、bc边长为L₂，线圈的匝数为N，线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，并以OO^/为中轴做匀速圆周运动，（OO^/与磁场方向垂直，线圈电阻不计），线圈转动的角速度为ω，设转动从中性面开始计时，请回答下列问题：

（1）请用法拉第电磁感应定律证明该线圈产生的是正弦交流电。

（2）将线圈产生的交流电通入电阻为R的电动机时，形成的电流有效值为I，请计算该电动机的输出的机械功率（其它损耗不计）。

①导体棒匀速上升时的速度和已知量的关系。

②若t时刻导体棒的速度为v₀，求t时间内导体棒与金属框架产生的焦耳热。

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