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题目
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如图甲所示,在一个正方形金属线圈区域内,存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场,磁场的方向与线圈平面垂直.金属线圈所围的面积S=200cm2,匝数n=1000,线圈电阻r=1.0Ω.线圈与电阻R构成闭合回路,电阻R=4.0Ω.匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示,求:
(1)在t=2.0s时刻,通过电阻R的感应电流的大小;
(2)在t=2.0s时刻,电阻R消耗的电功率;
(3)0~6.0s内整个闭合电路中产生的热量.魔方格
答案
(1)根据法拉第电磁感应定律,0~4.0s时间内线圈中磁通量均匀变化,产生恒定的感应电流.
      t1=2.0s时的感应电动势E1=n
△Φ
t1
=n
(B4-B0)S
t1

      根据闭合电路欧姆定律,闭合回路中的感应电流I1=
E1
R+r

            解得  I1=0.2A                                      
   (2)在t=2.0s时刻,电阻R消耗的电功率P=I12R=0.16W.
   (3)根据焦耳定律,0~4.0s内闭合电路中产生的热量
        Q1=I12(r+R)△t1=0.8 J                   
      由图象可知,在4.0s~6.0s时间内,线圈中产生的感应电动势E2=n
Φ2
t2
=n
Φ6-Φ4
t2

    根据闭合电路欧姆定律,t2=5.0s时闭合回路中的感应电流I2=
E2
R+r
=0.8A
      闭合电路中产生的热量 Q2=I22(r+R)△t2=6.4J
 故0~6.0s内整个闭合电路中产生的热量Q=Q1+Q2=7.2J.
答:(1)在t=2.0s时刻,通过电阻R的感应电流的大小为0.2A;
    (2)在t=2.0s时刻,电阻R消耗的电功率为0.16W;
    (3)0~6.0s内整个闭合电路中产生的热量为7.2J.
核心考点
试题【如图甲所示,在一个正方形金属线圈区域内,存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场,磁场的方向与线圈平面垂直.金属线圈所围的面积S=200cm2,匝数n=1000,】;主要考察你对焦耳定律等知识点的理解。[详细]
举一反三
一段电阻丝,通以大小方向均不变的电流,若10s内通过的电荷量为20C,产生的热量为200J,求:
(1)通过电阻丝的电流;
(2)该电阻丝的电阻R.
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当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时,熔丝就要熔断.由于种种原因,熔丝的横截面积略有差别.那么熔丝熔断的可能性较大的是(  )
A.横截面积小的地方
B.横截面积大的地方
C.同时熔断
D.可能是横截面积大的地方,也可能是横截面积小的地方
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下列电器在工作时,主要利用电流热效应的是(  )
A.电风扇B.电视机C.电热水器D.空气净化器
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关于家庭电路,下列说法中正确的是(  )
A.在家庭电路中,同时工作的用电器越多,总电阻越小
B.家庭电路中总电流过大,是由于电路中用电器的实际功率过大引起的
C.如果家庭电路中不安装保险丝,那么发生短路时,会因为通过用电器的电流过大而烧毁用电器
D.电炉子工作时,电炉丝热得发红,而连接电炉子的导线并不太热,是因为导线的电阻比电炉丝的电阻小
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生产、生活中使用的许多电器或设备都可看作能量转换器,它们把能量从一种形式转化为另一种形式,下列电器或设备在工作过程中把电能转化为动能的是(  )
A.电饭煲B.电风扇C.发电机D.汽油机
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