如圖3-4-3（a）所示區(qū)域（圖中直角坐標(biāo)系xOy的Ⅰ、Ⅲ象限）內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小為B、半徑為l、圓心角為60°的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度ω繞O點(diǎn)在圖面內(nèi)沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線框回路電阻為R．

（1）求線框中感應(yīng)電流的最大值I0和交變感應(yīng)電流的頻率f．

（2）在圖（b）中畫出線框轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象．〔規(guī)定在圖（a）中線框的位置相應(yīng)的時(shí)刻為t =0〕

圖3-4-3

解析：在從圖中位置開始（t=0）勻速轉(zhuǎn)動(dòng)60°的過程中，只有OQ邊切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=，由右手定則可判定電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向（設(shè)為正方向）．根據(jù)歐姆定律得，

I1=（0＜t≤）．

圖3-4-4

導(dǎo)線框再轉(zhuǎn)過30°的過程中，由于ΔΦ=0，

則I2=0（），I3=順時(shí)針方向．

I4=0（）,I5=逆時(shí)針方向

I6=0（）,I7=順時(shí)針方向

I8=0（）

綜合以上分析可知，感應(yīng)電流的最大值I0=周期T=．則f=.其I-t圖象如圖3-4-4所示．

答案：（1）I0=;f=

（2）如圖3-4-4所示


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

在做“用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E（約3V）和內(nèi)電阻r”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，部分器材參數(shù)如下：電壓表（量程3V），電流表（量程0.6A），定值電阻R0（阻值為3Ω），滑動(dòng)變阻器R（阻值約30Ω）．
（1）小紅按如圖1所示的電路圖連接實(shí)物電路，在電路連接正確的情況下，當(dāng)她閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表沒有示數(shù)，反復(fù)檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接完好，估計(jì)是某一元件斷路，因此她拿來多用電表檢查故障．她的操作如下：
a．?dāng)嚅_電源開關(guān)S；
b．將多用表選擇開關(guān)置于×1Ω檔，調(diào)零后，紅黑表筆分別接R兩端，讀數(shù)為30Ω
c．將多用表選擇開關(guān)置于×100Ω檔，調(diào)零后，將紅黑表筆分別接電壓表兩端，發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如圖3所示，則所測(cè)阻值為
2.2×103
2.2×103
Ω，然后又將兩表筆接電流表兩端，發(fā)現(xiàn)指針位置幾乎不變．由以上操作可判斷發(fā)生斷路故障的元件是
電流表
電流表
  （填元件名稱）
（2）她設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路中定值電阻R0的作用是（說出一條理由即可）
增大電源等效內(nèi)阻，使調(diào)節(jié)時(shí)兩電表示數(shù)變化明顯或保護(hù)電源．
增大電源等效內(nèi)阻，使調(diào)節(jié)時(shí)兩電表示數(shù)變化明顯或保護(hù)電源．
．
（3）請(qǐng)根據(jù)電路圖把實(shí)物圖沒完成的連線連接好．
（4）在更換規(guī)格相同的元件后，她改變滑動(dòng)變阻器的阻值，測(cè)出了6組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并在圖象上描點(diǎn)如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D4中繼續(xù)完成圖象；并根據(jù)圖象可得該電池的電動(dòng)勢(shì)E=
3.00
3.00
 V，電池內(nèi)阻r=
0.60
0.60
Ω（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）．
（5）用此電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，產(chǎn)生誤差的原因是
電壓表的分流作用
電壓表的分流作用
；測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)E與真實(shí)值相比偏（選填“大”或“小”）
小
小
；

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

某實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)出如下的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．已知小車質(zhì)量M=214.6g，砝碼盤質(zhì)量m0=7.4g，所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的交流電頻率f=50Hz．其實(shí)驗(yàn)步驟是：

A．按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置
B．調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)
C．取下細(xì)繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m
D．先接通電源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度a
E．重新掛上細(xì)繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復(fù)B～D步驟，求得小車在不同合外力F作用下的加速度，回答以下問題：
（1）按上述方案做實(shí)驗(yàn)，是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？
否
否
（填“是”或“否”）．
（2）實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a=
0.77
0.77
m/s2．
（3）某同學(xué)將有關(guān)數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計(jì)的表格中，并根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a-F圖象（如圖），造成圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)最主要的一條原因是
在計(jì)算小車所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤的重力
在計(jì)算小車所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤的重力
，由該圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是
砝碼盤重力
砝碼盤重力
，其大小是
0.07N
0.07N
．
次數(shù) 1 2 3 4 5
砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m/g 10 20 30 40 50
砝碼盤中砝碼的重力F/N 0.10 0.20 0.29 0.39 0.49
小車的加速度a/m?s-2 0.77 1.44 1.84 2.38 2.75

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

某同學(xué)用如圖3所示的電路測(cè)量?jī)晒?jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，R為電阻箱．干電池的工作電流不宜超過0.5A．實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ），電阻箱（阻值范圍0～999.9Ω）；開關(guān)、導(dǎo)線若干．
①請(qǐng)根據(jù)圖1的電路圖，在圖2中畫出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路．
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②實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變電阻箱R的值，記錄下電壓表的示數(shù)U，得到如下表所示的若干組 R、U的數(shù)據(jù)．
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
電阻R/Ω 60.5 35.2 20.0 13.7 9.9 5.8 4.3 3.5 2.9 2.5
電壓U/V 2.58 2.43 2.22 2.00 1.78 1.40 1.18 1.05 0.93 0.85
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖3所示的
1
U
-
1
R
圖線．由圖象得出電池組的電動(dòng)勢(shì)E=
 
V，內(nèi)電阻r=
 
Ω．
③關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)中存在的誤差以及減小誤差的各種方法，下列說法正確的是
 
．
A．電壓表的分流作用引起的誤差屬于偶然誤差
B．同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差
C．本實(shí)驗(yàn)用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差
D．如果將電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)就可以減小系統(tǒng)誤差
④若實(shí)驗(yàn)室沒有電壓表，只能用100μA的靈敏電流表和電阻箱改裝．先用如圖4所示的電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻：先閉合S1，調(diào)節(jié)R，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；再閉合S2，調(diào)節(jié)R′，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的
2
3
，讀出此時(shí)R′的阻值為2.00×103Ω．則電流表內(nèi)阻的測(cè)量值Rg=
 
Ω．將該靈敏電流表改裝成量程為3V的電壓表，需
 
（“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）阻值為R0=
 
Ω的電阻．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）建筑、橋梁工程中所用的金屬材料（如鋼筋鋼梁等）在外力作用下會(huì)伸長(zhǎng)，其伸長(zhǎng)量不僅與和拉力的大小有關(guān)，還和金屬材料的橫截面積有關(guān)．人們發(fā)現(xiàn)對(duì)同一種金屬，其所受的拉力與其橫截面積的比值跟金屬材料的伸長(zhǎng)量與原長(zhǎng)的比值的比是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)叫做楊氏模量．用E表示，即：E=
( 
F
S
 )
( 
△L
L
 )
；某同學(xué)為探究其是否正確，根據(jù)下面提供的器材：不同粗細(xì)不同長(zhǎng)度的同種金屬絲；不同質(zhì)量的重物；螺旋測(cè)微器； 游標(biāo)卡尺；米尺；天平；固定裝置等．設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如圖1所示．
該同學(xué)取一段金屬絲水平固定在固定裝置上，將一重物掛在金屬絲的中點(diǎn)，其中點(diǎn)發(fā)生了一個(gè)微小下移h．用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑為D；用游標(biāo)卡尺測(cè)得微小下移量為h；用米尺測(cè)得金屬絲的原長(zhǎng)為2L；用天平測(cè)出重物的質(zhì)量m（不超量程）．
①在一次測(cè)量中：
a．螺旋測(cè)微器如圖2甲所示，其示數(shù)為
3.853
3.853
mm；
b．游標(biāo)卡尺如圖2乙所示，其示數(shù)為
11.14
11.14
mm；

②用以上測(cè)量量的字母表示該金屬的楊氏模量的表達(dá)式為：E=
2mgL
L2+h2
πD2h(
L2+h2
-L)
2mgL
L2+h2
πD2h(
L2+h2
-L)
．
（2）在探究“牛頓第二定律”時(shí)，某小組設(shè)計(jì)雙車位移比較法來探究加速度與力的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，將軌道分上下雙層排列，兩小車后的剎車線穿過尾端固定板，由安裝在后面的剎車系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行控制（未畫出剎車系統(tǒng)）．通過改變砝碼盤中的砝碼來改變拉力大�。ㄟ^比較兩小車的位移來比較兩小車的加速度大小，是因?yàn)槲灰婆c加速度的關(guān)系式為
s=
1
2
at2；
s=
1
2
at2；
．已知兩車質(zhì)量均為200g，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表中所示：
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 小車 拉力F/N 位移s/cm 拉力比F甲/F乙 位移比s甲/s乙
1 甲 0.1 22.3 0.50 0.51
乙 0.2 43.5
2 甲 0.2 29.0 0.67 0.67
乙 0.3 43.0
3 甲 0.3 41.0 0.75 0.74
乙 0.4 55.4
分析表中數(shù)據(jù)可得到結(jié)論：
在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車質(zhì)量保持不變時(shí)，由于s∝F說明a∝F；
在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車質(zhì)量保持不變時(shí)，由于s∝F說明a∝F；
．
該裝置中的剎車系統(tǒng)的作用是
控制兩車同時(shí)運(yùn)動(dòng)和同時(shí)停止；
控制兩車同時(shí)運(yùn)動(dòng)和同時(shí)停止；
．
為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，你認(rèn)為還可以進(jìn)行哪些方面的改進(jìn)？（只需提出一個(gè)建議即可）
調(diào)整兩木板平衡摩擦力（或使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量等）．
調(diào)整兩木板平衡摩擦力（或使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量等）．
．

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