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    （2012?江苏）某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为
    49
    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．
    分析：（1）根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势
    （2）根据欧姆定律得出电流大小，根据安培力公式求出大小
    （3）根据电流的热效应求出电流的有效值
    解答：解：（1）bc、ad 边的运动速度v=ω
    l
    2

     感应电动势Em=4NBlv
     解得Em=2NBl2ω
    （2）根据欧姆定律得
    电流 Im=
    Em
    R+r

     安培力F=2NBlml
     解得F=
    4N2B2l3ω
    R+r
    （3）一个周期内，通电时间 t=
    4
    9
    T
    R 上消耗的电能W=
    I
    2
    m
    Rt
    且W=I2RT
    解得I=
    4NBl2ω
    3(R+r)

    答：（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小是2NBl2ω；
    （2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小是
    4N2B2l3ω
    R+r
    ；
    （3）外接电阻上电流的有效值是
    4NBl2ω
    3(R+r)
    ．
    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
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    1
    0
    n+
     
    1
    1
    H→
     
    2
    1
    H
     
    1
    0
    n+
     
    1
    1
    H→
     
    2
    1
    H
    ；该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为
    Q
    2
    Q
    2
    ．

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