试题与答案

如图所示,间距为l=0.5m的光滑平行金属导轨,水平地放置在竖直方向的磁感应强度

题型:问答题

题目:

如图所示,间距为l=0.5m的光滑平行金属导轨,水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B=0.1T的匀强磁场中,与一个理想变压器原线圈相连接,副线圈接一阻值为R=2Ω的电阻,已知变压器原副线圈的匝数比n1:n2=10:1.一质量为m=0.1kg的导体棒放置在导轨上,在外力作用下从t=0时刻开始运动,其速度随时间的变化规律v=20

2
sin(10πt)m/s,不计导轨和导体棒的电阻.求:

(1)导体棒的两端电压瞬时值u的表达式

(2)t=0.1s时图中理想交流电流表的示数

(3)从t=0到0.2s时间内电阻R产生的热量.

答案:

(1)导体棒产生的电动势:E=Blv=Blvmsin10πt=

2
sin(10πt)V    

u=

2
sin(10πt)V    

(2)变压器原线圈的电压的有效值为U1=

U1m
2
=1V    

根据变压器变压原理

U1
U2
=
n1
n2
得,U2=0.1V  

t=0.1s时交流电流表的示数为有效值I2=

U2
R
=0.05A  

(3)在t=0到0.2s时间内电阻R产生的热量Q=I22Rt=1×10-3J

答:(1)导体棒的两端电压瞬时值u的表达式u=

2
sin(10πt);

(2)t=0.1s时图中理想交流电流表的示数是0.05A;

(3)从t=0到0.2s时间内电阻R产生的热量1×10-3J.

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