磁场计算练习

1、试卷第试卷第 页，总5页参考答案1.(1)0.0481V&当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值(2)4807rp,线圈与磁感线平行时，感应电动势有最大值(3)4807Tcos(100nt)V；(1)(pm=BS=0.8x0.3x0.2Wb=0.048Wb线圈平面与磁场垂直或线圈位于中性面；(2)CD=27i/T=100jirad/sEm=NBSo=100 x0.8x03x0.2xl007rV=4807V线圈平面与磁场平行或在图示位置；(3)感应电动势e随时间变化的表达式：e=4807icosl00jrt(V)图象如图；(1)gdsinO(2)震(3)2mgdsin6-m3g2sin2e(1

2、)导体棒从静止下滑距离d的过程中有:mgdsind=-mvQ02解得：Vo=J2gdsm8；(2)由法拉第电磁感应定律得:R+rq=It解得i=怒=落(3)导体棒匀速离开磁场有:mgsind=由能量守恒定律有：2mgdsin6=Q+-mv2解得：Q=2mgdsin0m3g2sin20(1)22.4V(2)31.4V(3)30遍V(4)19.7J电压表显示的是有效值，根据电动势瞬时值表达式可求瞬时值，求电荷量应用平均值.(1)角速度3=2zm,故Em=NBSco=62.8V电动势有效值E=签=44.4V电路中的电流7=占=4.44AR+r电压表的示数U=IR=22.4V(2)电动势瞬时值表达式e

3、=Emcos2nnt,当=嵩s时，e=31.4V(3)平均电动势=上=N丝半竺=30%Vf60通过R的电荷量q=/=总”系(4)由功能关系式知：IV=Q=/2(r+t)t=19.7J【点睛】本题考查了峰值与有效值的关系，瞬时值表达式，平均值的应用和功能关系，明确外力所做的功全部转化为热量.(1)4m/s(2)6J(l)ab在导轨上匀速下滑时ab棒受力平衡，推导出安培力与速度的关系，由平衡条件即可求得速度.(2)根据能量守恒定律或动能定理求解焦耳热.【详解】ab由静止开始下滑，速度不断增大，对ab受力分析如图所示，由牛顿第二定律mgsine-nmgcose-BIL=ma可知，ab做加速度减小的加

4、速运动，当加速度减小到零时，速度增加到最大，此后以最大速度做匀速运动。故ab在导轨上匀速卜滑时mgsin0-|.imgcos0-BIL=O等效电路如图所示,外电路电阻R=黑尸。电路中总电阻Ra=r+R=5Q由闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁感应定律可知：电路中的电流7=呆此时的感应电动势E=BLv由解得:ab在导轨上匀速下滑的速度v=4m，s(2)由于ab下滑过程速度不断变化，感应电动势和电流不恒定，故不能用焦耳定律求焦耳热。根据能量守恒定律，ab减少的重力势能等于ab增加的动能、克服摩擦力做功产生的内能与电路中总的焦耳热之和，即/外=/%+*内+(2展开得mgxsin370=mv2+卬ngco

5、s370 x+Q解得电路中总的焦耳热：Q=6J【点睛】电磁感应中导体切割引起的感应电动势在考试中涉及较多，应明确受力分析、功能关系等的灵活应用，注意平衡状态的处理.(1)1：50(2)900：11【解析】【详解】(1)由P=PxlO%=备，得L=200A由P=5L得h=1x104A曜就得U2=rU1=2x10V所以U3=U21式=1.8X104V又5=220V,所以v=yf2gh.R=黑询Q=4mgh线框进入磁场前，对系统运用机械能守恒，求出线框进入磁场时的速度，抓住线框进入磁场后做匀速直线运动，根据平衡，结合安培力的表达式求出线框的电阻.根据能量守恒求出线框通过磁场过程中产生的热量。线框进入

6、磁场前，系统机械能守恒，有)(3mni)g-2/i=-x4mv4解得线框进入磁场的速度为：廿=四兀线框进入磁场做匀速直线运动，根据平衡有:c,B2L2v37ng=mg+线框通过磁场的过程做匀速直线运动，根据能量守恒得：（3m-m）g.2h=Q,解得:Q=4mgha【点睛】本题力学知识与电磁感应的综合，要认真审题，明确物体运动的过程，正确分析受力及各力的做功情况，要熟练推导或记住安培力的表达式安=嗒人R（1）6版2（1）6版2（2）普（3）f2fRn2k2a2（1）根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势；（2）根据Q=FRt求解产生的热量；（3）当安培力等于最大静摩擦力时线圈开始滑动，列方程求解时间.【详解】（1）线圈中产生的感应电动势大小：E=n-S=-nka2At2（2）线圈中的电流：（2）线圈中的电流：/=52R0-t。时间内，线圈中产生的热量Q=/加0=咚警（3）左边框匝受力，有效长度方a：n,kt,I,遮a=f解得t=落n-k-a38输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析