如圖15所示，在虛線圓形范圍內(nèi)有一均勻的磁場，磁感應強度B正以0.1 T/s的變化率減小.今在這一范圍內(nèi)放置一金屬圓環(huán)，使圓環(huán)平面垂直于磁場.已知環(huán)半徑為0.1 m.求：

圖15

（1）環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應電動勢；

（2）若環(huán)的電阻為2 Ω，環(huán)內(nèi)電流為多大？

（3）若環(huán)的電阻為2 Ω，在環(huán)上某一點將環(huán)斷開，把兩端點稍稍分開，接入一個2 Ω的電阻，則兩端點的電壓為多大？

解析：（1）磁感應強度均勻減小，線圈中產(chǎn)生感生電動勢，由法拉第電磁感應定律得

E=n=n=1×0.1×3.14×0.01 V=3.14×10-3 V.

（2）由閉合電路的歐姆定律得環(huán)內(nèi)電流為：

I== A=1.57×10-3 A.

（3）環(huán)中再接入2 Ω的電阻后，線圈與2 Ω的電阻組成閉合電路.兩端點的電壓為電路的外電壓，則有：I′=，U=I′·R外=×R外==1.57×10-3 V

答案：（1）3.14×10-3 V  （2）1.57×10-3 A（3）1.57×10-3 V


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2010?海淀區(qū)一模）如圖15所示，固定在上、下兩層水平面上的平行金屬導軌MN、M'N'和OP、O'P'間距都是l，二者之間固定有兩組豎直半圓形軌道PQM和P'Q'M'，兩軌道間距也均為l，且PQM和P'Q'M'的豎直高度均為4R，兩組半圓形軌道的半徑均為R．軌道的QQ'端、MM'端的對接狹縫寬度可忽略不計，圖中的虛線為絕緣材料制成的固定支架，能使導軌系統(tǒng)位置固定．將一質(zhì)量為m的金屬桿沿垂直導軌方向放在下層導軌的最左端OO'位置，金屬桿在與水平成θ角斜向上的恒力作用下沿導軌運動，運動過程中金屬桿始終與導軌垂直，且接觸良好．當金屬桿通過4R的距離運動到導軌末端PP'位置時其速度大小vp=4
gR
．金屬桿和導軌的電阻、金屬桿在半圓軌道和上層水平導軌上運動過程中所受的摩擦阻力，以及整個運動過程中所受空氣阻力均可忽略不計．
（1）已知金屬桿與下層導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，求金屬桿所受恒力F的大��；
（2）金屬桿運動到PP'位置時撤去恒力F，金屬桿將無碰撞地水平進入第一組半圓軌道PQ和P'Q'，又在對接狹縫Q和Q'處無碰撞地水平進入第二組半圓形軌道QM和Q'M'的內(nèi)側(cè)，求金屬桿運動到半圓軌道的最高位置MM'時，它對軌道作用力的大小；
（3）若上層水平導軌足夠長，其右端連接的定值電阻阻值為r，導軌處于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中．金屬桿由第二組半圓軌道的最高位置MM'處，無碰撞地水平進入上層導軌后，能沿上層導軌滑行．求金屬桿在上層導軌上滑行的最大距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

霍爾效應是電磁基本現(xiàn)象之一，近期我國科學家在該領(lǐng)域的實驗研究上取得了突破性進展．如圖1所示，在一矩形半導體薄片的P、Q間通入電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，在M、N間出現(xiàn)電壓UH，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應，UH稱為霍爾電壓，且滿足UH=k
IB
d
，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)．某同學通過實驗來測定該半導體薄片的霍爾系數(shù)．精英家教網(wǎng)
精英家教網(wǎng)
①若該半導體材料是空穴（可視為帶正電粒子）導電，電流與磁場方向如圖1所示，該同學用電壓表測量UH時，應將電壓表的“+”接線柱與
 
（填“M”或“N”）端通過導線相連．
②已知薄片厚度d=0.40mm，該同學保持磁感應強度B=0.10T不變，改變電流I的大小，測量相應的UH值，記錄數(shù)據(jù)如下表所示．
I（×10-3A） 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
UH（×10-3V） 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8
根據(jù)表中數(shù)據(jù)在表格中畫出UH-I圖線，利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為
 
×10-3V?m?A-1?T-1（保留2位有效數(shù)字）．
③該同學查閱資料發(fā)現(xiàn)，使半導體薄片中的電流反向再次測量，取兩個方向測量的平均值，可以減小霍爾系數(shù)的測量誤差，為此該同學設(shè)計了如圖2所示的測量電路，S1、S2均為單刀雙擲開關(guān)，虛線框內(nèi)為半導體薄片（未畫出）．為使電流從Q端流入，P端流出，應將S1擲向
 
（填“a”或“b”），S2擲向
 
（填“c”或“d”）．
為了保證測量安全，該同學改進了測量電路，將一合適的定值電阻串聯(lián)在電路中．在保持其它連接不變的情況下，該定值電阻應串聯(lián)在相鄰器件
 
和
 
（填器件代號）之間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

正負電子對撞機的最后部分的簡化示意圖如圖14所示（俯視圖），位于水平面內(nèi)的粗實線所示的圓環(huán)形真空管道是正、負電子做圓周運動的“容器”，經(jīng)過加速器加速后的正、負電子分別引入該管道時，具有相等的速度v，它們沿管道向相反的方向運動.在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的A1、A2、A3、…An，共n個，均勻分布在整個圓環(huán)上（圖中只示意性地用細實線畫了幾個，其他的用虛線表示），每個電磁鐵內(nèi)的磁場都是勻強磁場，并且磁感應強度都相同，方向豎直向下.磁場區(qū)域的直徑為d，改變電磁鐵內(nèi)電流的大小，就可改變磁感應強度，從而改變電子偏轉(zhuǎn)角度的大小.經(jīng)過精確的調(diào)整，首先實現(xiàn)了電子沿管道內(nèi)虛線運動，這時電子經(jīng)每個磁場區(qū)域時入射點和出射點都是磁場區(qū)域的同一直徑的兩端，如圖15所示.這就為正、負電子的對撞做好了準備.
（1）試確定正、負電子在管道中是沿什么方向旋轉(zhuǎn)的.
（2）已知正、負電子的質(zhì)量都是m，所帶的電荷量都是e，重力不計.求電磁鐵內(nèi)勻強磁場的磁感應強度的大小.

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

如圖15所示，固定在上、下兩層水平面上的平行金屬導軌、和、間距都是，二者之間固定有兩組豎直半圓形軌道和，兩軌道間距也均為，且和的豎直高度均為4R，兩組半圓形軌道的半徑均為R。軌道的端、端的對接狹縫寬度可忽略不計，圖中的虛線為絕緣材料制成的固定支架，能使導軌系統(tǒng)位置固定。將一質(zhì)量為的金屬桿沿垂直導軌方向放在下層導軌的最左端位置，金屬桿在與水平成角斜向上的恒力作用下沿導軌運動，運動過程中金屬桿始終與導軌垂直，且接觸良好。當金屬桿通過4R的距離運動到導軌末端位置時其速度大小。金屬桿和導軌的電阻、金屬桿在半圓軌道和上層水平導軌上運動過程中所受的摩擦阻力，以及整個運動過程中所受空氣阻力均可忽略不計。

（1）已知金屬桿與下層導軌間的動摩擦因數(shù)為，求金屬桿所受恒力F的大��；

（2）金屬桿運動到位置時撤去恒力F，金屬桿將無碰撞地水平進入第一組半圓軌道和，又在對接狹縫和處無碰撞地水平進入第二組半圓形軌道和的內(nèi)側(cè)，求金屬桿運動到半圓軌道的最高位置時，它對軌道作用力的大小；

（3）若上層水平導軌足夠長，其右端連接的定值電阻阻值為，導軌處于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中。金屬桿由第二組半圓軌道的最高位置處，無碰撞地水平進入上層導軌后，能沿上層導軌滑行。求金屬桿在上層導軌上滑行的最大距離。

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