[题目]如图所示.N=50匝的矩形线圈 abcd.边长ab=20cm.ad=25cm.放在磁感强度B=0.4T 的匀强磁场中.外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO'轴以 n=3000r/min 的转速匀速转动.线圈电阻r=1Ω.外电路电阻R=9Ω.t=0 时.线圈平面与磁感线平行.ab边正转出纸外.cd边转入纸里．(1)在图中标出 t=0 时感应电流的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图所示，N=50匝的矩形线圈 abcd，边长ab=20cm，ad=25cm，放在磁感强度B=0.4T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO'轴以 n=3000r/min 的转速匀速转动，线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0 时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里．

（1）在图中标出 t=0 时感应电流的方向．
（2）写出线圈感应电动势的瞬时表达式．
（3）线圈转一圈外力做功多大？
（4）从图示位置转过90°过程中流过电阻R 的电量是多大？

【答案】
（1）解：根据右手定则得出感应电流的方向是adcb，如图：

（2）解：n=3000r/min 的转速匀速转动，所以线圈的角速度ω=100π rad/s

感应电动势的最大值为：Em=nBSω=314V

所以感应电动势的瞬时值表达式为e=nBωScosωt=314cos100πt（V）

答：线圈感应电动势的瞬时表达式e=314cos100πt（V）．

（3）解：电动势有效值为E=

电流I=

线圈转一圈外力做功等于电功的大小，即W=I2（R+r）T=98.6J

答：线圈转一圈外力做功98.6J

（4）解：线圈由如图位置转过90°的过程中，△Φ=BSsin90°

通过R的电量为 Q= =0.1C

答：从图示位置转过90°过程中流过电阻R 的电量是0.1C

【解析】（1）根据右手定则得出感应电流的方向（2）根据感应电动势的瞬时值表达式e=nBωScosωt即可求解；（3）先求电动势有效值，根据闭合电路欧姆定律求得电流，1min内R上消耗的电能为W=I2Rt；外力对线圈做功的功率等于总电阻产生热量的功率；（4）线圈由如图位置转过300的过程中，△φ=BSsin30°，通过R的电量为 Q= ．

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（1）0～1s内回路中的感应电动势；

（2）导体棒ab的质量；

（3）0～2s时间内导体棒所产生的热量．

【题目】从一座塔顶自由落下一石子，忽略空气阻力，如果已知重力加速度大小，再知下列哪项条件即可求出塔顶高度（）

A．最后内下落的时间t

B．第末和第末速度

C．最初内下落高度

D．最后内下落高度

【题目】某同学利用电火花计时器研究自由落体运动，他把重锤固定在纸带下端，让纸带穿过电火花计时器，然后把纸带的上端用铁夹子固定在铁架台上．先调整电火花计时器的放电频率为50Hz，再接通电源使它工作起来，然后释放纸带，重锤带动纸带自由下落，纸带上被电火花打出一系列点迹，如图所示．其中0，1，2，3，4是连续打出的几个点，每两点间的时间间隔为0.02s，相邻两点间的距离x1=6.04cm，x2=6.42cm，x3=6.80cm，x4=7.18cm．

（1）电磁打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点的仪器，它使用_______（填“交流”或“直流”）电源，当电源的频率为50Hz时，它每隔__________s打一个点。电火花打点计时器使用电压为________V。

（2）根据这条纸带的数据可求出当地重力加速度g的数值是______m/s2．（保留两位小数）

【题目】如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的．两个相同的带正电小球同球从两轨道左端最高点由静止释放，M、N为轨道的最低点，则（）

A.两小球到达轨道最低点的速度vM=vN
B.两小球到达轨道最低点时对轨道的压力FM＞FN
C.小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间
D.在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端