20.如圖甲所示,面積為S的N匝數(shù)線圈A處在磁場中,磁場方向垂直于線圈平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,設(shè)垂直線圈平面向外為磁場的正方向,電阻R1、R2、R3,電容C,線圈A的電阻r,B0、t0均為已知量,t=0時刻,閉合開關(guān)S.
(1)t=$\frac{{t}_{0}}{2}$時,求通過R2的電流大小及方向.
(2)t=t1時刻斷開S,求S斷開后通過R2的電荷量.

分析 (1)線圈平面垂直處于勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化時,線圈中的磁通量發(fā)生變化,從而導(dǎo)致出現(xiàn)感應(yīng)電動勢,由楞次定律可判斷電流的方向,由法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢,再利用歐姆定律求出感應(yīng)電流.
(2)通過電阻R2的電量就是電容器的電量.

解答 解:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有:$E=N\frac{{B}_{0}^{\;}}{{t}_{0}^{\;}}S$
根據(jù)閉合電路歐姆定律,有$I=\frac{E}{{R}_{1}^{\;}+{R}_{2}^{\;}+r}$
所以$I=\frac{N{B}_{0}^{\;}S}{{t}_{0}^{\;}({R}_{1}^{\;}+{R}_{2}^{\;}+r)}$
根據(jù)楞次定律知,通過${R}_{2}^{\;}$的電流方向由a到b
(2)S斷開后,則通過${R}_{2}^{\;}$的電荷量為S斷開前電容器C所帶的電荷量
$q=CI{R}_{2}^{\;}$
解得:$q=\frac{CN{B}_{0}^{\;}S{R}_{2}^{\;}}{{t}_{0}^{\;}({R}_{1}^{\;}+{R}_{2}^{\;}+r)}$
答:(1)t=$\frac{{t}_{0}}{2}$時,通過R2的電流大小$\frac{N{B}_{0}^{\;}S}{{t}_{0}^{\;}({R}_{1}^{\;}+{R}_{2}^{\;}+r)}$,方向由a到b.
(2)t=t1時刻斷開S,S斷開后通過R2的電荷量為$\frac{CN{B}_{0}^{\;}S{R}_{2}^{\;}}{{t}_{0}^{\;}({R}_{1}^{\;}+{R}_{2}^{\;}+r)}$

點(diǎn)評 考查楞次定律來判定感應(yīng)電流方向,由法拉第電磁感應(yīng)定律來求出感應(yīng)電動勢大。(dāng)然本題還注意與電路知識的結(jié)合和求解方法是解題的核心.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:2016-2017學(xué)年山東省高二上學(xué)期期中考物理試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題

在“測定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,待測電阻絲阻值約為4Ω。

(1)用螺旋測微器測量電阻絲的直徑d。其中一次測量結(jié)果如圖所示,圖中讀數(shù)為d= mm。

(2)為了測量電阻絲的電阻R,除了導(dǎo)線和開關(guān)外,還有以下一些器材可供選擇:

電壓表V;量程3V,內(nèi)阻約為3kΩ

電流表A1;量程0.6A,內(nèi)阻約為0.2Ω)

電流表A2;量程100μA,內(nèi)阻約為2000Ω)

滑動變阻器R1, 阻值0~1750Ω,額定電流為0.3A

滑動變阻器R2,阻值0~50Ω,額定電流為1A

電源E1(電動勢15V,內(nèi)阻約為0.5Ω)

電源E2(電動勢3V,內(nèi)阻約為1.2Ω)

為了調(diào)節(jié)方便,測量準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表________,滑動變阻器_________,電源___________。(填器材的符號)

(3)用測量量表示計算材料電阻率的公式是ρ = (已用刻度尺測量出接入電路中的金屬導(dǎo)線的有效長度為l)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.在一足夠大的光滑水平面上建立如圖所示的xoy坐標(biāo)系,第一、四象限存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場;第四象限存在沿x軸正方向、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場.一長為L內(nèi)壁光滑的薄玻璃管與y軸平行放置在水平面上的第三象限,開口端b與x軸重合,在玻璃管的a端放置一個直徑比玻璃管直徑略小的小球,小球帶電荷量為-q、質(zhì)量為m.玻璃管帶著小球以水平速度v0沿x軸正方向運(yùn)動,由于水平外力的作用,玻璃管進(jìn)入磁場后速度保持不變,經(jīng)一段時間后小球從玻璃管b端滑出并能在水平面內(nèi)自由運(yùn)動,最后從y軸飛離磁場.設(shè)運(yùn)動過程中小球的電荷量保持不變,求:
(1)小球從玻璃管b端滑出時速度的大;
(2)從玻璃管進(jìn)入磁場至小球從b端滑出的過程中,外力F隨時間t變化的關(guān)系;
(3)小球飛離磁場時速度的方向.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.如圖所示,理想變壓器的原線圈與一矩形導(dǎo)軌相連,導(dǎo)軌間距l(xiāng)=10cm,導(dǎo)軌間有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=50$\sqrt{2}$T/s的勻強(qiáng)磁場,一金屬桿緊貼導(dǎo)軌垂直放置.已知閉合鐵芯上的三個線圈匝數(shù)n1=100匝,n2=50匝,n3=10匝,燈泡電阻RL1=10Ω,RL2=2Ω.現(xiàn)金屬桿在外力的作用下以隨時間變化規(guī)律為v=4cos100πt m/s的速度沿導(dǎo)軌做切割磁感線運(yùn)動.請求出圖中電壓表和電流表的讀數(shù).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.如圖(乙)所示,理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1=1320匝,副線圈匝數(shù)n2=540匝,在原線圈的兩端加如圖(甲)所示的交流電壓,求:

(1)副線圈中的電壓表的示數(shù);
(2)電阻R在什么范圍內(nèi)取值,才能使副線圈電路中電流表的示數(shù)不超過6A?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.如圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖.變壓器輸入電壓是市電網(wǎng)的電壓,可視為不變.輸出電壓通過輸電線輸送給用戶,輸電線的電阻用R0表示,變阻器R表示用戶用電器的總電阻,當(dāng)滑動變阻器觸頭P向下移時,下列說法正確的是(  )
A.變壓器的輸入功率在增大B.A1表的示數(shù)和A2 表的示數(shù)均增大
C.V1表的示數(shù)和V2表的示數(shù)均增大D.變壓器的輸入功率在減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.如圖所示,在粗糙斜面上有一個質(zhì)量為m的小物體,某時刻給它一個初速度,使其沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動,依次經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)后停在O點(diǎn),A、B、C三點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為L1、L2、L3,為小物塊由A、B、C三點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)所用的時間分別為t1、t2、t3,則下列結(jié)論正確的是( 。
A.$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{{L}_{3}}{{t}_{3}}$B.$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}^{2}}$=$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}^{2}}$=$\frac{{L}_{3}}{{t}_{3}^{2}}$
C.$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$<$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$<$\frac{{L}_{3}}{{t}_{3}}$D.$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}^{2}}$<$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}^{2}}$<$\frac{{L}_{3}}{{t}_{3}^{2}}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.關(guān)于靜電場,以下說法正確的是( 。
A.電場線越密的地方,電勢越高
B.逆著電場線的方向電勢逐漸升高
C.電勢為零的地方,電場強(qiáng)度也一定為零
D.檢驗(yàn)電荷沿等勢面移動時,不受電場力的作用

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.甲乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向做直線運(yùn)動,t=0時刻同時經(jīng)過公路旁的同一個路標(biāo).在描述兩車運(yùn)動的v-t圖中,直線a、b分別描述了甲乙兩車在0~20s的運(yùn)動情況.在這段過程中關(guān)于兩車之間的位置關(guān)系,下列說法正確的是( 。
A.在0~10 s內(nèi)兩車逐漸靠近,10s時兩車距離最近
B.在0~10 s內(nèi)兩車逐漸遠(yuǎn)離,10s時兩車距離最遠(yuǎn)
C.在5~15 s時間段兩車的位移相等,15s時兩車相遇
D.在10~20 s內(nèi)甲車始終在乙車前面,直至20s時兩車相遇

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案