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1.用均勻?qū)Ь€(xiàn)彎成正方形閉合線(xiàn)框abcd,線(xiàn)框每邊長(zhǎng)1m,每邊的電阻值為1Ω.把線(xiàn)框放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并使它繞軸O1O2以ω=100πrad/s的角速度旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)方向如圖所示(沿O2O1由O2向O1看為順時(shí)針?lè)较颍阎狾1、O2兩點(diǎn)分別在ad和bc上,軸O1O2在線(xiàn)框平面內(nèi),并且垂直于B,O1d=3O1a,O2c=3O2b.
(1)當(dāng)線(xiàn)框平面轉(zhuǎn)至和B平行的瞬時(shí)(如圖所示位置)線(xiàn)框內(nèi)感應(yīng)電流的大小是多少?方向如何?
(2)求線(xiàn)框由圖所示位置旋轉(zhuǎn)π的過(guò)程中產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)的大�。�
(3)線(xiàn)框旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)產(chǎn)生的熱量為多少?

分析 (1)正方形導(dǎo)線(xiàn)框abcd以O(shè)1O2邊為軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線(xiàn)框中產(chǎn)生正弦式電流,圖示時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,由公式E=BSω可求解,根據(jù)I=EmR(cāng)求得電流
(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)求得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);
(3)轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量在計(jì)算時(shí)用產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值

解答 (1)線(xiàn)框中的感應(yīng)電流為:I=ER(cāng)=nBSω4R=2.5πA
根據(jù)楞次定律或右手定則,可判斷電流方向沿dcbad         
(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,線(xiàn)框由圖所示位置旋轉(zhuǎn)π的過(guò)程中產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)的大小,有:¯E=nt=2BST2=20V                         
(3)線(xiàn)框旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的熱量為:Q=Em221R(cāng)t=nBSω2214R×T=0.25π2J
答:(1)當(dāng)線(xiàn)框平面轉(zhuǎn)至和B平行的瞬時(shí)(如圖所示位置)線(xiàn)框內(nèi)感應(yīng)電流的大小是2.5πA,方向?yàn)閐cbad 
(2)求線(xiàn)框由圖所示位置旋轉(zhuǎn)π的過(guò)程中產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)的大小為20V
(3)線(xiàn)框旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)產(chǎn)生的熱量為0.25π2J

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵記住最大值公式Em=nBsω和平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=nt,然后結(jié)合閉合電路歐姆定律與焦耳定律列式求解,不難.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

12.如圖所示,在同一鐵芯上繞兩線(xiàn)圈,單刀雙擲開(kāi)關(guān)原來(lái)連接觸點(diǎn)1,現(xiàn)在把它扳向觸點(diǎn)2,則在此過(guò)程中,流過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的方向是由右向左.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

12.如圖所示,一輛行駛的汽車(chē)將一重物A提起,若要使重物A勻速上升,則在此過(guò)程中,汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況是(  )
A.加速運(yùn)動(dòng)B.減速運(yùn)動(dòng)C.勻速運(yùn)動(dòng)D.不能確定

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

9.如圖甲所示,某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作,進(jìn)行“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn):

(1)為達(dá)到平衡阻力的目的,取下細(xì)繩及托盤(pán),通過(guò)調(diào)整墊片的位置,改變長(zhǎng)木板傾斜程度,根據(jù)打出的紙帶判斷小車(chē)是否做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).
(2)連接細(xì)繩及托盤(pán),放入砝碼,通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到圖乙所示的紙帶.紙帶上O為小車(chē)運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn),選取時(shí)間間隔為0.1s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G.實(shí)驗(yàn)時(shí)小車(chē)所受拉力為0.2N,小車(chē)的質(zhì)量為0.2kg.請(qǐng)計(jì)算小車(chē)所受合外力做的功W和小車(chē)動(dòng)能的變化△Ek,補(bǔ)填表中空格(結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第三位).
O-BO-CO-DO-EO-F
W/J0.0430.0570.0730.091
△Ek/J0.0430.0570.0730.090
分析上述數(shù)據(jù)可知:在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)W=△Ek,與理論推導(dǎo)結(jié)果一致.
(3)實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得托盤(pán)質(zhì)量為7.7×10-3kg,實(shí)驗(yàn)時(shí)該組同學(xué)放入托盤(pán)中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為0.015kg.
(g=9.8m/s2,結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第三位)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)位移為負(fù)值時(shí),以下說(shuō)法正確的是( �。�
A.速度一定為正值,加速度一定為正值
B.速度不一定為正值,但加速度一定為正值
C.速度一定為負(fù)值,加速度一定為正值
D.速度不一定為負(fù)值,加速度一定為負(fù)值

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

6.下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.某放射性原子核經(jīng)過(guò)2次α衰變和一次β衰變,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少3個(gè)
B.盧瑟福認(rèn)為,原子是一個(gè)球體,正電荷彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi),電子鑲嵌其中
C.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng)
D.根據(jù)波爾理論,氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),要釋放一定頻率的光子,電勢(shì)能減小,電子的動(dòng)能增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

13.把220V的正弦式電流接在440Ω電阻兩端,則該電阻的電流峰值為( �。�
A.0.5AB.0.52AC.22AD.2A

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

10.如圖,A是地球的同步衛(wèi)星.另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi),離地面高度為h.已知地球半徑為R,地球自轉(zhuǎn)角速度為ω0,地球質(zhì)量為M,O為地球中心.
(1)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律指出:行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比,即 k是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量.開(kāi)普勒定律不僅適用于太陽(yáng)系,它對(duì)一切具有中心天體的引力系統(tǒng)(如地月系統(tǒng))都成立.請(qǐng)你推導(dǎo)出地月系中該常量k的表達(dá)式.已知引力常量為G.
(2)如衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同,某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星相距最近(O、B、A在同一直線(xiàn)上),則至少經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間,它們還能相距最近?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

11.古希臘哲學(xué)家芝諾提出了一個(gè)著名的運(yùn)動(dòng)佯謬,認(rèn)為飛毛腿阿基里斯永遠(yuǎn)追不上烏龜.設(shè)阿基里斯和烏龜?shù)乃俣确謩e是v1和v2(v1>v2).開(kāi)始時(shí),阿基里斯在O點(diǎn),烏龜在A點(diǎn),O,A相距為L(zhǎng).當(dāng)阿基里斯第一次跑到烏龜最初的位置A時(shí),烏龜?shù)搅说诙䝼€(gè)位置B;當(dāng)阿基里斯第二次跑到烏龜曾在的位置B時(shí),烏龜?shù)搅说谌齻€(gè)位置C.如此等等,沒(méi)有經(jīng)過(guò)無(wú)窮多次,阿基里斯是無(wú)法追上烏龜?shù)模?nbsp;
(1)阿基里斯第n次跑到烏龜曾在的位置N時(shí),總共用了多少時(shí)間. 
(2)證明經(jīng)過(guò)無(wú)窮多次這樣的追趕,阿基里斯可以追上烏龜,并求追上用了多少時(shí)間.
(3)可是,人們還是可以替芝諾辯護(hù)的,認(rèn)為他用了一種奇特的時(shí)標(biāo),即把阿基里斯每次追到上次烏龜所到的位置作為一個(gè)時(shí)間單位.現(xiàn)稱(chēng)用這種時(shí)標(biāo)所計(jì)的時(shí)間叫做“芝諾時(shí)”(符號(hào)τ,單位:芝諾).即阿基里斯這樣追趕了烏龜n次的時(shí)候,芝諾時(shí)τ=n芝諾.試推導(dǎo)普通時(shí)與芝諾時(shí)的換算關(guān)系,即τ=f(t)的函數(shù)關(guān)系.

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