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    某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π，磁场均沿半径方向，匝数为N的矩形线圈．abcd的边长ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动、bc和ad边同时进入磁场，在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两条边的运动方向垂直，线圈的总电阻为r，外接电阻为R.求：

    (1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em；
    (2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；
    (3)外接电阻上电流的有效值I.
    (1)Em＝2NBl2ω　(2)  (3)

    试题分析：(1)bc、ad边的运动速度v＝ω，感应电动势Em＝4NBlv，解得Em＝2NBl2ω.
    (2)电流，安培力F＝2NBIml，解得.
    (3)一个周期内，通电时间t＝T，R上消耗的电能W＝Rt，且W＝I2RT
    解得.
    点评：本题研究交变电流的产生，实质上是电磁感应知识的具体应用，是右手定则、法拉第电磁感应定律、安培力等知识的综合应用．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，相距为L的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一定值电阻R，整个装置被固定在水平地面上，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两根质量均为m，电阻都为R，与导轨间的动摩擦因数都为μ的相同金属棒MN、EF垂直放在导轨上。现在给金属棒MN施加一水平向左的作用力F，使金属棒MN从静止开始以加速度a做匀加速直线运动，若重力加速度为g，导轨电阻不计，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。则下列说法正确的是
    A．从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动经历的时间为t＝
    B．若从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动经历的时间为T，则此过程中流过电阻R的电荷量为q=
    C．若从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动经历的时间为T，则金属棒EF开始运动时，水平拉力F的瞬时功率为P＝（ma＋μmg）aT
    D．从金属棒MN开始运动到金属棒EF开始运动的过程中，两金属棒的发热量相等

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （14分）如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为L，右端接有电阻为R，磁感应强度为B，一根质量为m、电阻不计的金属棒受到外力冲量后，以的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q，求：（1）棒能运动的距离？（2）R上产生的热量？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    在如图所示的两平行虚线之间存在着垂直纸面向里、宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，正方形线框abcd的边长为L（L<d）、质量为m、电阻为R。将线框从距离磁场的上边界为h高处由静止释放后，线框的ab边刚进入磁场时的速度为，ab边刚离开磁场时的速度也为，在线框开始进入到全部离开磁场的过程中
    A．感应电流所做的功为mgd
    B．感应电流所做的功为2mgd
    C．线框的最小动能为
    D．线框的最小动能为mg(h-d+L)

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    （18分）如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平放置，ab是电阻为R0的金属棒，此棒可紧贴平行导轨滑动．导轨右侧连接一水平放置的平行板电容器，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计．轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B。当ab以速度v0向右匀速运动时，一带电量大小为q的粒子以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并从C板右侧边缘离开．试求：

    （1）AC两板间的电压U；
    （2）带电粒子的质量m；
    （3）带电粒子的速度大小v．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示,两条足够长的平行金属导轨水平放置,导轨的一端接有电阻和开关,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场的方向与导轨平面垂直,金属杆ab置于导轨上.当开关S断开时,在杆ab上作用一水平向右的恒力F,使杆ab向右运动进入磁场.一段时间后闭合开关并开始计时,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好.下列关于金属杆ab的v—t图象不可能的是(    )

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图，相距为d的两水平线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L(L<d)、质量为m。将线框在磁场上方高h处由静止开始释放，当ab边进入磁场时速度为V0，cd边刚穿出磁场时速度也为V0。从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中(      )
    A．线框一直都有感应电流B．线框有一阶段的加速度为g
    C．线框产生的热量为mg(d+h+L)D．线框做过减速运动

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    如图所示，边长为L的闭合正方形金属线框的电阻为R，经以速度v匀速穿过宽度为d的有界匀强磁场，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度为B，若L＜d，线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为______________；若L＞d，线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为________________。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    夏天将到，在北半球，当我们抬头观看教室内的电扇时，发现电扇正在逆时针转动。金属材质的电扇示意图如图，由于电磁场的存在，下列关于A、O两点的电势及电势差的说法，正确的是（  ）

    A．A点电势比O点电势高
    B．A点电势比O点电势低
    C．A点电势比O点电势相等
    D．扇叶长度越短，转速越快，两点间的电势差数值越大

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