(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)。
(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。
高二物理计算题简单题
小明同学设计了一个“电磁天平”,如图1所示,等臂天平的左臂为挂盘,右臂挂有矩形线圈,两臂平衡。线圈的水平边长L=0.1m,竖直边长H=0.3m,匝数为。线圈的下边处于匀强磁场内,磁感应强度,方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在0~2.0A范围内调节的电流I。挂盘放上待测物体后,调节线圈中电流使得天平平衡,测出电流即可测得物体的质量。(重力加速度取)
(1)为使电磁天平的量程达到0.5kg,线圈的匝数至少为多少
(2)进一步探究电磁感应现象,另选匝、形状相同的线圈,总电阻,不接外电流,两臂平衡,如图2所示,保持不变,在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度B随时间均匀变大,磁场区域宽度。当挂盘中放质量为0.01kg的物体时,天平平衡,求此时磁感应强度的变化率。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
(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)。
(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。
高二物理计算题简单题查看答案及解析
小明同学设计了一个“电磁天平”,如图1所示,等臂天平的左臂为挂盘,右臂挂有矩形线圈,两臂平衡。线圈的水平边长L=0.1m,竖直边长H=0.3m,匝数为N1。线圈的下边处于匀强磁场内,磁感应强度B0=1.0T,方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在0~2.0A范围内调节的电流I。挂盘放上待测物体后,调节线圈中电流使得天平平衡,测出电流即可测得物体的质量。(重力加速度取g=10m/s2)
(1)为使电磁天平的量程达到0.5kg,线圈的匝数N1至少为___________匝。
(2)进一步探究电磁感应现象,另选N2=100匝、形状相同的线圈,总电阻R=10Ω,不接外电流,两臂平衡,如图2所示,保持B0不变,在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度B随时间均匀变大,磁场区域宽度d=0.1m.当挂盘中放质量为0.01kg的物体时,天平平衡,求此时磁感应强度的变化率等于___________T/s。
高二物理填空题中等难度题查看答案及解析
利用如图所示的电流天平,可以测定磁感应强度,某次操作如下:①在天平的右臂下面挂一个N=100匝、水平边长L=5cm的矩形线圈,线圈下部处于虚线区域内的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面;②在线圈中通以图示方向、I=0.2A的电流,在天平左、右两边加上质量各为 m1、m2的砝码,天平平衡;③让电流反向(大小不变),在右边减去一个质量m=20g的砝码后,天平恰好重新平衡.重力加速度g=10m/s2,下列判断正确的是( )
A. 磁场的方向垂直于纸面向里
B. 线圈所受安培力大小为0.1N
C. 磁场的磁感应强度大小为1×10-3T
D. 磁场的磁感应强度大小为0.1T
高二物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图甲,用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度.挂在天平右臂下方的矩形线圈中通入如图乙的电流,此时天平处于平衡状态.现保持边长MN和电流大小、方向不变,将该矩形线圈改为梯形线圈并保持质量不变,如图丙所示.则
A. 天平仍处于平衡状态
B. 无法判断天平如何倾斜
C. 在左侧托盘中适当增加砝码可使天平平衡
D. 在右侧托盘中适当增加砝码可使天平平衡
高二物理单选题简单题查看答案及解析
如图甲,用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度.挂在天平右臂下方的矩形线圈中通入如图乙的电流,此时天平处于平衡状态.现保持边长MN和电流大小、方向不变,将该矩形线圈改为梯形线圈并保持质量不变,如图丙所示.则
A. 天平仍处于平衡状态
B. 无法判断天平如何倾斜
C. 在左侧托盘中适当增加砝码可使天平平衡
D. 在右侧托盘中适当增加砝码可使天平平衡
高二物理单选题简单题查看答案及解析
如图甲所示,用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度。挂在天平右臂下方的单匝矩形线圈中通入如图乙所示的电流,此时天平处于平衡状态。现保持边长MN和电流大小、方向不变,将该矩形线圈改为三角形线圈并保持质量不变,如图丙所示,挂在天平的右臂下方。则
A. 天平将向右下方倾斜 B. 天平将向左下方倾斜
C. 天平仍处于平衡状态 D. 无法判断天平是否平衡
高二物理单选题简单题查看答案及解析
如图甲所示,用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度.挂在天平右臂下方的单匝矩形线圈中通入如图乙所示的电流,此时天平处于平衡状态.现保持边长MN和电流大小、方向不变,将该矩形线圈改为三角形线圈,挂在天平的右臂下方,如图丙所示.则( )
A. 天平将向左倾斜 B. 天平将向右倾斜
C. 天平仍处于平衡状态 D. 无法判断天平是否平衡
高二物理单选题简单题查看答案及解析
如图所示为电流天平, 可以用来测量匀强磁场的磁感应强度, 它的右臂挂着矩形线圈, 匝数为n, 线圈的水平边长为L, 处于匀强磁场内, 磁感应强度B的方向与线圈平面垂直. 当线圈中通过电流I时, 调节砝码使两臂达到平衡. 然后使电流反向, 大小不变. 这时需要在左盘中增加质量为m的砝码, 才能使两臂重新平衡. 导出计算B的表达式B = ________; 若n = 10, L = 10 cm, I = 0.10 A, m = 8.8 g,取g = 10m/s2, 则B = ________.
高二物理实验题简单题查看答案及解析
如图所示为电流天平, 可以用来测量匀强磁场的磁感应强度, 它的右臂挂着矩形线圈, 匝数为n, 线圈的水平边长为L, 处于匀强磁场内, 磁感应强度B的方向与线圈平面垂直. 当线圈中通过电流I时, 调节砝码使两臂达到平衡. 然后使电流反向, 大小不变. 这时需要在左盘中增加质量为m的砝码, 才能使两臂重新平衡. 导出计算B的表达式B = ________; 若n = 10, L = 10 cm, I = 0.10 A, m = 8.8 g,取g = 10m/s2, 则B = ________.
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