3.交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有n匝線圈,每匝線圈所圍面積為S,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω,線圈電阻為r,外電路電阻為R,當(dāng)線圈處于中性面時(shí)開始計(jì)時(shí),逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)180°過程中,求:
(1)通過R的電荷量q;
(2)寫出R兩端的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式.

分析 根據(jù)閉合電路歐姆定律,結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、電流的定義式求出通過R的電荷量.
根據(jù)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式,結(jié)合閉合電路歐姆定律求出R兩端的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式.

解答 解:(1)通過電阻R的電荷量為:$q=\overline{I}△t$
由閉合電路歐姆定律得:$\overline{I}=\frac{\overline{E}}{R+r}$,
由法拉第電磁感應(yīng)定律得:$\overline{E}=n\frac{△Φ}{△t}$,
△Φ=BS-(-BS)=2BS,
聯(lián)立以上四式得:$q=\frac{2nBS}{R+r}$.
(2)線圈由中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為:e=nBSωsinωt,
由閉合電路歐姆定律可得:i=$\frac{e}{R+r}$,
電阻R兩端的電壓為:u=iR
解以上三式得:u=$\frac{R}{R+r}nBSωsinωt$.
答:(1)通過R的電荷量為$\frac{2nBS}{R+r}$.
(2)R兩端的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u=$\frac{R}{R+r}nBSωsinωt$.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、交流電瞬時(shí)值表達(dá)式等運(yùn)用,難度不大,關(guān)鍵要掌握這些規(guī)律的公式,并能靈活運(yùn)用.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.水平地面上兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)甲和乙,同時(shí)由同一地點(diǎn)沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng),如圖所示,下列判斷正確的是( 。
A.甲做勻速運(yùn)動(dòng),乙做勻加速運(yùn)動(dòng)
B.2s前甲比乙速度大,2s后乙比甲速度大
C.在2s時(shí)乙追上甲
D.在第4s內(nèi),甲的平均速度大于乙的平均速度

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.如圖所示,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上,沿半徑方向放置兩個(gè)用細(xì)線相連的小物塊A、B(可視為質(zhì)點(diǎn)),質(zhì)量分別為mA=3kg、mB=1kg;細(xì)線長L=2m,A、B與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)A放在轉(zhuǎn)軸處,細(xì)線剛好拉直但無張力,重力加速度G=10m/s2.最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.求:
(1)使細(xì)線剛好拉直但無張力,轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度ω1為多少;
(2)使A、B能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起勻速圓周運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度ω2為多少.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖,絕緣彈簧的下端固定在斜面底端,彈簧與斜面平行且初始為自然長度,帶電小球Q(可視為質(zhì)點(diǎn))固定在光滑斜面的M點(diǎn),處于通過彈簧中心的直線ab上.現(xiàn)將小球P(也視為質(zhì)點(diǎn))從直線ab上的N點(diǎn)由靜止釋放,設(shè)小球P與Q電性相同,則小球從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過程中下列說法正確的是( 。
A.小球的速度先增大后減小
B.小球P的速度最大時(shí)所受合力為零
C.小球P的重力勢(shì)能與電勢(shì)能的和一直減小
D.小球所受重力、彈簧彈力和庫侖力做功的代數(shù)和等于電勢(shì)能的變化量的大小

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.如圖所示,兩根平行放置的導(dǎo)電軌道,間距為L,傾角為θ,軌道間接有電動(dòng)勢(shì)為E(內(nèi)阻不計(jì))的電源,現(xiàn)將一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿ab與軌道垂直放于導(dǎo)電軌道上,軌道的摩擦和電阻均不計(jì),要使ab桿靜止,所加垂直斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.站在電梯上的人,當(dāng)電梯豎直減速上升時(shí)( 。
A.電梯對(duì)人的支持力小于人對(duì)電梯的壓力
B.電梯對(duì)人的支持力大于人對(duì)電梯的壓力
C.電梯對(duì)人的支持力小于人的重力
D.電梯對(duì)人的支持力大于人的重力

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15.在物理學(xué)的發(fā)展歷程中,首先采用了假設(shè)和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想的科學(xué)方法,把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧地結(jié)合起來,從而有力地推進(jìn)了人類科學(xué)發(fā)展的是(  )
A.伽利略B.亞里士多德C.牛頓D.愛因斯坦

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12.自由落下的小球,從接觸豎直放在地上的彈簧開始,到彈簧壓縮到最短過程中( 。
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D.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

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13.(實(shí)驗(yàn)班做)如圖所示,在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在x軸的下方有一場(chǎng)強(qiáng)為E的方向平行x軸向右的勻強(qiáng)電場(chǎng).有一鉛板放置在y軸處,且與紙面垂直.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場(chǎng)加速,然后以垂直于鉛板的方向從A處沿直線穿過鉛板,而后從x軸上的D處以與x軸正向夾角為60°的方向進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)疊加的區(qū)域,最后到達(dá)y軸上的C點(diǎn).已知OD長為l,求:
(1)粒子經(jīng)過加速電場(chǎng)后的速度
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