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11.如圖所示,矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,線圈的面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r,轉(zhuǎn)動的角速度為ω,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線圈兩端通過滑環(huán)、電刷外接一個(gè)阻值為R的定值電阻.從線圈平面經(jīng)中性面開始計(jì)時(shí)(t=0),試回答下列問題:
(1)寫出穿過線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律;
(2)寫出線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律;
(3)從t=0到t=\frac{2π}{3ω}時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電量.

分析 先求出最大電動勢,電動勢的最大值為NBSω,進(jìn)而寫出電壓的瞬時(shí)表達(dá)式,求電荷量用電動勢的平均值,電阻消耗的功率利用有效值.

解答 解:(1)最大值:Φm=BS;
磁通量由最大值開始變化;故磁通量的變化規(guī)律為:
Φ=Φmcosωt=BScosωt
(2)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e=Emsinωt=NBωSsinωt
線圈中感應(yīng)電流i=\frac{e}{R+r}=\frac{NBωS}{R+r}sinωt
(3)t=0時(shí)刻穿過線圈的磁通量Φ1=-BS;
t=\frac{2π}{3ω}
時(shí)刻穿過線圈的磁通量{Φ_2}=BSsin\frac{π}{6}=\frac{1}{2}BS,
從t=0到t=\frac{2π}{3ω}時(shí)間內(nèi),穿過線圈的磁通量變化△Φ={Φ_2}-{Φ_1}=\frac{3}{2}BS
通過電阻R的電量q=\overline I△t=\frac{N△Φ}{R+r}=\frac{3NBS}{2(R+r)}
答:(1)穿過線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律Φ=BScosωt
(2)線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律i=\frac{NBωS}{R+r}sinωt
(3)從t=0到t=\frac{2π}{3ω}時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電量為\frac{3NBS}{2(R+r)}

點(diǎn)評 本題考查交流電的交生及電量的計(jì)算;要注意求電荷量必須用電動勢的平均值,求功率要用有效值.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.下列交通規(guī)則,主要用于防止因慣性而造成事故的是( �。�
A.車輛靠右行駛B.橋梁設(shè)有限重標(biāo)志牌
C.紅燈停,綠燈行D.嚴(yán)禁超速、超載

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.一物體由靜止開始沿直線運(yùn)動,其加速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,若從開始計(jì)時(shí),則下列說法正確的是( �。�
A.可求0~1s和1~2s內(nèi)速度的變化量B.0~1s內(nèi)速度增大
C.物體的加速度不變D.1~2s內(nèi)速度減小

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.關(guān)于靜電力常量,下列說法中正確的是( �。�
A.由k=\frac{F•{r}^{2}}{{Q}_{1}{Q}_{2}}可知,當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離r越大,兩個(gè)點(diǎn)電荷電量的乘積Q1Q2越小時(shí),靜電力常量k的值就越大
B.k是一個(gè)無單位的常數(shù)
C.因?yàn)殪o電力有方向,所以k是一個(gè)矢量
D.k在數(shù)值上等于兩個(gè)1C的點(diǎn)電荷相距1m時(shí)的相互作用力的大小

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.某課外研究小組為了制作一種傳感器,需要選用一電器元件.圖甲為該電器元件的伏安特性曲線,有同學(xué)對其提出質(zhì)疑,先需進(jìn)一步驗(yàn)證該伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)室備有下列器材:
器材(代號)         規(guī)       格
電流表(A1)         量程0~50mA,內(nèi)阻約為50Ω
電流表(A2)         量程0~200mA,內(nèi)阻約為10Ω
電壓表(V1)         量程0~3V,內(nèi)阻約為10kΩ
電壓表(V2)         量程0~15V,內(nèi)阻約為25kΩ
滑動變阻器(R1)     阻值范圍0~15Ω,允許最大電流1A
滑動變阻器(R2)     阻值范圍0~1kΩ,允許最大電流100mA
直流電源(E)       輸出電壓6V,內(nèi)阻不計(jì)
開關(guān)(S)   導(dǎo)線若干
(1)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度,電流表應(yīng)選用A2;電壓表應(yīng)選用V1;滑動變阻器應(yīng)選用R1.(以上均填器材代號)
(2)為達(dá)到上述目的,請?jiān)趫D乙所示的虛線框內(nèi)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖,并標(biāo)明所用器材的代號.

(3)若發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測得的伏安特性曲線與圖中曲線完全吻合,則該元件的電阻阻值隨電壓的增大而減�。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”),當(dāng)該電器元件兩端電壓U=2.0V時(shí)元件消耗的電功率為0.12W.
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.如圖所示,在光滑的水平面上有A、B兩小車,質(zhì)量均為M=30kg,A車上有一質(zhì)量為m=60kg的人.A車以大小為υ=2m/s的速度正對著靜止的B車沖去,A車上的人至少要以多大的水平速度(相對地)從A車跳到B車上,才能避免兩車相撞?

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.用如圖甲所示的電路測量一節(jié)蓄電池的電動勢和內(nèi)電阻.蓄電池的電動勢約為2V,內(nèi)電阻很小.定值電阻R0(阻值4.00Ω,額定功率4W).

根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出U-I圖象(如圖乙所示),則蓄電池的電動勢E=2.1V,內(nèi)阻r=0.2Ω.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖小球自a點(diǎn)由靜止自由下落,到b點(diǎn)時(shí)與彈簧接觸,到c點(diǎn)時(shí)彈簧被壓縮到最短,若不計(jì)彈簧質(zhì)量和空氣阻力,在小球由a→b→c的運(yùn)動過程中( �。�
A.小球的機(jī)械能守恒
B.小球從b→c所受的合力一直減小
C.小球的動能先從0增大,后減小到0,在b點(diǎn)時(shí)動能最大
D.到c點(diǎn)時(shí)小球重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置,如圖所示.它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒,兩盒相距很近,分別和高頻交流電源相連接,兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場,使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速.兩盒放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于盒底面,帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動,通過兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速,直到達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過特殊裝置被引出.現(xiàn)要增大粒子射出時(shí)的動能,下列所采取的方法可行的是( �。�
A.增大D形盒的半徑B.減小磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
C.減小狹縫間的距離D.增大電場的加速電壓

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同步練習(xí)冊答案
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