题目内容

12.一个闭合回路由两部分组成,如图所示,右侧是电阻为r的圆形导线,置于竖直方向均匀变化的磁场B1中;左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨,宽度为d,其电阻不计.磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上,且只分布在左侧,一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上,分析下述判断正确的有(  )
A.圆形线圈中的磁场可以是向上均匀减弱
B.导体棒ab受到的安培力大小为mgsin θ
C.回路中的感应电流为$\frac{mgsinθ}{{B}_{2}d}$
D.圆形导线中的电热功率为$\frac{{m}^{2}{g}^{2}si{n}^{2}θ}{{B}_{2}^{2}{d}^{2}}$(r+R)

分析 磁场B1均匀变化产生恒定的感应电动势,从而产生恒定的感应电流,导体棒受重力、支持力、安培力平衡,根据力的平衡求出安培力的大小和方向,从而知道电流的大小和方向,根据楞次定律判断圆形线圈中磁场的变化.

解答 解:ABC、导体棒ab静止在导轨上,所受的合力为零.根据力的平衡得知,棒所受的安培力的大小为mgsinθ,方向沿斜面向上.所以有:B2Id=mgsinθ,则回路中的感应电流大小 I=$\frac{mgsinθ}{{B}_{2}d}$.根据安培力的方向,通过左手定则判断得知,通过线圈感应电流的方向从上往下看为顺时针方向.根据楞次定律,圆形线圈中的磁场可以方向向上均匀增强,也可以方向向下均匀减弱.故A错误,B、C正确.
D、根据P=I2r,可知圆形导线中的电热功率为 P=$\frac{{m}^{2}{g}^{2}si{n}^{2}θ}{{B}_{2}^{2}{d}^{2}}$r,故D错误.
故选:BC.

点评 解决本题的关键通过受力平衡求出安培力的大小和方向,以及掌握左手定则判定安培力与电流方向的关系,和运用楞次定律判断感应电流方向与磁场的变化关系.

练习册系列答案
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7.二极管是一种半导体元件,电路符号为,其特点是具有单向导电性.某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究.据了解,该二极管允许通过的最大电流为50mA.
①该二极管外壳的标识模糊了,同学们首先用多用电表的欧姆档来判断它的正负极:当红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时,发现指针的偏角比较小;当交换表笔再次测量时,发现指针有很大偏转,由此可判断左(填“左”或“右”)端为二极管的正极.
②实验探究中他们可选器材如下:
A.直流电源(电动势3V、内阻不计)           B.滑动变阻器(0~20Ω)
C.电压表(量程15V、内阻约80kΩ)           D.电压表(量程3V、内阻约50kΩ)
E.电流表(量程0.6A、内阻约1Ω)            F.电流表(量程50mA、内阻约50Ω)
G.待测二极管                             H.导线、开关
为了提高测量精度,电压表应选用D,电流表应选用F.(填序号字母)
③为了精确地描绘出二极管的正向伏安特性曲线,请帮助他们完成如图1实验电路设计(将实验电路在方框内补充完整),并完成如图2实物连线:

④同学们通过采集数据,描绘出了该二极管的伏安特性曲线,如图3所示.同学们将该二极管与阻值为10Ω的定值电阻串联后接到电压恒为3V的电源两端,则二极管导通时定值电阻R的功率为0.025W.

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