分析 當(dāng)線圈與磁場平行時感應(yīng)電動勢最大,由公式Em=BSω求解感應(yīng)電動勢的最大值.圖中是中性面,線框在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生正弦式交變電流,根據(jù)e=Emsinωt可列出感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式,根據(jù)焦耳定律求電阻R產(chǎn)生的焦耳熱,根據(jù)$q=\overline{I}t$求感應(yīng)電荷量.
解答 解:(1)感應(yīng)電動勢的最大值為:
${E}_{m}^{\;}=nB\frac{{L}_{\;}^{2}}{2}ω=\frac{1}{2}nB{L}_{\;}^{2}ω$
回路中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式為:$e={E}_{m}^{\;}sinωt=\frac{1}{2}nB{L}_{\;}^{2}ωsinωt$
(2)感應(yīng)電動勢的有效值為:$E=\frac{{E}_{m}^{\;}}{\sqrt{2}}=\frac{nB{L}_{\;}^{2}ω}{2\sqrt{2}}$
回路電流為:$I=\frac{E}{R+r}=\frac{nB{L}_{\;}^{2}ω}{2\sqrt{2}(R+r)}$
電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為:$Q={I}_{\;}^{2}R\frac{π}{2ω}=\frac{π{n}_{\;}^{2}{B}_{\;}^{2}{L}_{\;}^{4}ω}{16(R+r)_{\;}^{2}}$
(3)平均感應(yīng)電動勢為:$\overline{E}=n\frac{△Φ}{△t}$
平均電流為:$\overline{I}=\frac{\overline{E}}{R+r}$
電量為:$q=\overline{I}△t$
聯(lián)立得:$q=n\frac{△Φ}{R+r}$
從t=0到t=$\frac{π}{2ω}$時刻,線圈轉(zhuǎn)動90°,$△Φ=B\frac{{L}_{\;}^{2}}{2}$
所以通過R的電荷量為:$q=n\frac{B{L}_{\;}^{2}}{2(R+r)}$
答:(1)回路中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式$e=\frac{1}{2}nB{L}_{\;}^{2}ωsinωt$;
(2)從t=0到t=$\frac{π}{2ω}$時刻,電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q$\frac{π{n}_{\;}^{2}{B}_{\;}^{2}{L}_{\;}^{4}ω}{16(R+r)_{\;}^{2}}$;
(3)從t=0到t=$\frac{π}{2ω}$時刻,通過R的電荷量q為$n\frac{B{L}_{\;}^{2}}{2(R+r)}$
點評 本題要掌握正弦式交變電流瞬時值表達(dá)式,注意計時起點,掌握感應(yīng)電荷量的經(jīng)驗公式$q=N\frac{△Φ}{R+r}$,知道用有效值求熱量.
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | OA段加速度的大小大于在BC段加速度的大小 | |
B. | OA段質(zhì)點通過的距離小于在BC段通過的距離 | |
C. | OA段的運動方向跟BC段運動的方向相反 | |
D. | OA段加速度的方向跟在BC段加速度的方向相反 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 當(dāng)兩小環(huán)滑到同大環(huán)圓心等高時,大環(huán)對輕桿的拉力大小為Mg | |
B. | 當(dāng)兩小環(huán)滑到同大環(huán)圓心等高時,大環(huán)對輕桿的拉力大小為(2m+M)g | |
C. | 兩小環(huán)滑到大環(huán)底部時,大環(huán)對輕桿的拉力大小為2m(g+$\frac{{v}^{2}}{R}$)+Mg | |
D. | 兩小環(huán)滑到大環(huán)底部時,大環(huán)對輕桿的拉力大小為(2m+M)g |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | a物體做勻加速直線運動 | |
B. | c物體做加速度大小為0.2m/s2的勻加速直線運動 | |
C. | t=5s時,a物體速度比c物體速度大 | |
D. | a、b兩物體都做勻速直線運動,且速率相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 做勻速圓周運動的物體其向心力是不變的 | |
B. | 做勻速圓周運動的物體其向心力是其所受的合外力 | |
C. | 物體由于做圓周運動而產(chǎn)生了一個向心力 | |
D. | 向心力只改變物體運動的方向 |
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