平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2=8Ω的电热丝,轨道间距L=1m,轨道很长,本身电阻不计,轨道间磁场按如图所

平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2=8Ω的电热丝,轨道间距L=1m,轨道很长,本身电阻不计,轨道间磁场按如图所示的规律分布,其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度为2cm,磁感应强度的大小均为B=1T,每段无磁场的区域宽度为1cm,导体棒ab本身电阻r=1Ω,与轨道接触良好,现让ab以v=10m/s的速度向右匀速运动.求:

(1)当ab处在磁场区域时,ab中的电流为多大?
(2)ab两端的电压为多大?ab所受磁场力为多大?
(3)整个过程中,通过ab的电流是否是交变电流?若是,其有效值为多大?若不是说明理由.并画出通过ab的电流随时间的变化图象.
方tt 1年前 已收到1个回答 举报

cubie 幼苗

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解题思路:(1)根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求解ab中的电流(2)根据欧姆定律和安培力公式求解(3)整个过程中,通过ab的电流是变化的,对每一段进行分析求解.

(1)根据法拉第电磁感应定律得
感应电动势E=BLv=10 V,
ab中的电流I=[E
R12+r=2 A,
(2)ab两端的电压为U=IR12=8 V,
ab所受的安培力为F=BIL=2 N,
(3)整个过程中,通过ab的电流是变化的,是交变电流,
ab中交流电的周期T=2
0.02/v]+2
0.01
v=0.006 s,
由交流电有效值的定义,可得I2R(2
d1
v)=I2RT,即I=
2
6
3A.
通过ab的电流随时间的变化图象如图:

答:(1)当ab处在磁场区域时,ab中的电流为2 A
(2)ab两端的电压为8 V.ab所受磁场力为2 N
(3)整个过程中,通过ab的电流是交变电流,其有效值为
2
6
3A.

点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;交流的峰值、有效值以及它们的关系.

考点点评: 该题考查法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律的应用,交变电流的有效值是该题的难点,可以按照电流的有效值的求法,

1年前

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