精英家教網(wǎng)在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中，有一個正方形金屬線圈abcd，邊長l=0.2m，線圈的ad邊跟磁場的左側(cè)邊界重合，如圖所示，線圈的電阻R=0.4Ω，用外力使線圈從磁場中運動出來，用力使線圈以ad邊為軸，勻速轉(zhuǎn)動出磁場，所用時間是0.1s．試計算外力對線圈所做的功．（π2=10）
分析：線圈勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電流為正弦交流電，計算線圈產(chǎn)生的熱量要用電壓的有效值，根據(jù)能量守恒外力做的功等于線圈產(chǎn)生的焦耳熱．
解答：解：線圈以ad為軸勻速轉(zhuǎn)出磁場時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流都是按正弦規(guī)律變化，
ω=
π
2t
=
π
2×0.1
=5π，
感應(yīng)電動勢最大值為：Emax=BSω=0.5×0.2×0.2×5π=0.1π，
感應(yīng)電動勢的有效值：E有=
Emax
2
=
0.1π
2
，
外力對線圈做的功應(yīng)等于電路中消耗的電能，外力做功：
W外=E電=
E
2
有
R
t=
(
0.1π
2
)2
0.4
×0.1=0.0125J．     
答：外力對線圈所做的功為0.0125J．
點評：本題考查了求力做的功，知道力做的功轉(zhuǎn)化為電能、知道線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生正弦交變電流是正確解題的關(guān)鍵．
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

一根0.2m長的直導(dǎo)線，在磁感應(yīng)強度B=0.8T的勻強磁場中以V=3m/s的速度做切割磁感線運動，直導(dǎo)線垂直于磁感線，運動方向跟磁感線、直導(dǎo)線垂直．那么，直導(dǎo)線中感應(yīng)電動勢的大小是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為0.1m和0.2m，內(nèi)阻為 5Ω，在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以
25
2
π
r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動開始時線圈平面與磁場方向平行，線圈通過電刷和外部 20Ω的電阻R相接、求
（1）寫出線圈內(nèi)產(chǎn)生的交變電動勢瞬時值的表達式
（2）電阻R上所消耗的電功率是多少
（3）如果保持轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動，外力每分鐘需要對轉(zhuǎn)子所做的功；
（4）從計時開始，線圈轉(zhuǎn)過π/3的過程中，通過外電阻R的電荷量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在真空中一個光滑的絕緣的水平面上，有直徑相同的兩個金屬球A、C．質(zhì)量mA=0.01kg，mC=0.005kg．靜止在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中的C球帶正電，電量qC=1×10-2 C．在磁場外的不帶電的A球以速度v0=20m/s進入磁場中與C球發(fā)生正碰后，C球?qū)λ矫鎵毫η『脼榱�，設(shè)向右為正，則碰后A球的速度為（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，質(zhì)量為60g的金屬棒長為L1=20cm，棒兩端與長為L2=30cm的細軟金屬線相連，吊在磁感應(yīng)強度B=0.5T、豎直向上的勻強磁場中．當金屬棒中通過穩(wěn)恒電流I后，銅棒向紙外擺動，最大偏角θ=60°（取g=10m/s2），則下列說法中正確的是（　　）
①金屬棒中電流方向水平向右，電流大小為6
3
A．
②金屬棒中電流方向水平向右，電流大小為2
3
A．
③當偏角θ=60°時，金屬棒受到的合力為零．
④金屬棒在擺動過程中動能的最大值為2.78×10-2J．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖15所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為10cm和20cm，內(nèi)阻為5Ω，在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以50
2
rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動開始時線圈平面與磁場方向平行，線圈通過電刷和外部20Ω的電阻R相接．求電鍵S合上后：
（1）寫出線圈內(nèi)產(chǎn)生的交變電動勢瞬時值的表達式．
（2）電壓表和電流表示數(shù)；電阻R上所消耗的電功率．
（3）如保持轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動，外力每分鐘需要對轉(zhuǎn)子所做的功．
（4）從計時開始，線圈轉(zhuǎn)過
π
6
的過程中，通過外電阻R的電量．

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