【題目】如圖是一手搖發(fā)電機(jī),其原理可簡化為矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的中心軸OO'勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生隨時間變化的感應(yīng)電動勢。

已知矩形線圈abcd的匝數(shù)為N,邊長ab=cd=L1,bc=ad=L2。線圈所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。線圈的角速度為ω。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動到如圖所示位置時,其平面與磁場方向平行。

1)求線圈轉(zhuǎn)動到如圖位置時ab邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小并判斷ab兩端電勢的高低;

2)從線圈處于如圖位置開始計時,t時刻線圈轉(zhuǎn)至截面圖中虛線所示位置,推導(dǎo)t時刻線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為e=NBL1L2ωcosωt

3)如圖所示,線圈的ab、cd邊分別通過電刷與兩個滑環(huán)ef相連,滑環(huán)e、f與二極管D、外電阻相連,組成閉合回路。二極管具有單向?qū)щ娦,即加正向電壓時其電阻可忽略不計,加反向電壓時電阻可視為無窮大。已知線圈電阻為r,外電阻為R,電路其余部分電阻不計。計算經(jīng)過一段較長時間t(遠(yuǎn)大于線圈轉(zhuǎn)動周期)的過程中,外電阻R上產(chǎn)生的熱量。

【答案】1 ,B端電勢高;(2;(3

【解析】

1ab邊切割磁感線產(chǎn)生的電動勢,

可得: ,B端電勢高

2)線圈勻速轉(zhuǎn)動過程中,ab,cd邊都切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,總電動勢為兩邊產(chǎn)生的電動勢之和,即

如圖,經(jīng)過時間t,ab邊繞OO'轉(zhuǎn)過的角度 ,此時ab邊的速度方向如圖中所示,

v與磁場方向的垂直分量

根據(jù)電磁感應(yīng)定律,在ab邊上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為

由此可得

3)設(shè)線圈中感應(yīng)電動勢最大值為Em,有效值為E,線圈的轉(zhuǎn)動周期為T

則有 得:

時間t內(nèi)產(chǎn)生的總熱量

R上產(chǎn)生的熱量為

可得:。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在電場中把2.0×10-9C的正電荷從A點移到B點,靜電力做功1.5×10-7J。再把這個電荷從B點移到C點,靜電力做功–4.0×10-7J。求:

1AB、C三點中哪點電勢最高?

2A、C間的電勢差是多大?

3)把–1.5×10-9C的電荷從A點移到B點,靜電力做多少功?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1、L2L3兩兩等距,通過L1、L2L3中的電流大小相等,L1L2中的電流方向垂直紙面向里,L3中的電流方向垂直紙面向外,在三根導(dǎo)線與紙面的交點所構(gòu)成的等邊三角形的中心上放有一電流方向垂直紙面向外的通電長直導(dǎo)線則該導(dǎo)線受到的安培力的方向為

A. 指向L1 B. 指向L2 C. 背離L3 D. 指向L3

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,變壓器為理想變壓器,副線圈中三個電阻的阻值大小關(guān)系為R1=R2=2r=2Ω,電流表為理想交流電表原線圈輸入正弦式交流電e=110sin100πt(V),開關(guān)S斷開時,電阻r消耗的電功率為100W。下列說法正確的是

A. 通過電阻r的電流方向每秒鐘變化50

B. 開關(guān)S閉合前后,電流表的示數(shù)之比為23

C. 開關(guān)S閉合前后,通過電阻R1的電流之比為23

D. 變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為113

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗裝置如圖所示,用細(xì)繩豎直懸掛一個多匝矩形線圈,細(xì)繩與傳感器相連,傳感器可以讀出細(xì)繩上的拉力大小。將線框的下邊ab置于蹄形磁鐵的N、S極之間,使ab邊垂直于磁場方向且ab邊全部處于N、S極之間的區(qū)域中。接通電路的開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當(dāng)電流表讀數(shù)為I時,傳感器的讀數(shù)為F1;保持ab中的電流大小不變,方向相反,傳感器的讀數(shù)變?yōu)?/span>F2F2<F1)。已知金屬線框的匝數(shù)為n,ab邊長為L,重力加速度為g,則可得到(

A. 金屬線框的質(zhì)量

B. NS極之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度

C. 傳感器的讀數(shù)為F1時,ab中的電流方向為ba

D. 減小電流I重復(fù)實驗,則F1、F2均減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】ab、c三個物體在同一條直線上運動。它們的位移﹣時間圖象如圖所示,其中a是一條頂點坐標(biāo)為(0,10)的拋物線,下列說法正確的是( 。

A. b、c兩物體都做勻速直線運動,兩個物體的速度相同

B. 物體c的速度越來越大

C. 物體a的加速度為0.4m/s2

D. 05s內(nèi),a、b兩個物體間的距離逐漸變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的xOy坐標(biāo)系中,x軸上固定一個點電荷Qy軸上固定一根光滑絕緣細(xì)桿(細(xì)桿的下端剛好在坐標(biāo)原點O處),將一個套在桿上重力不計的帶電圓環(huán)(視為質(zhì)點)從桿上P處由靜止釋放,圓環(huán)從O處離開細(xì)桿后恰好繞點電荷Q做圓周運動。下列說法正確的是( )

A. 圓環(huán)沿細(xì)桿從P運動到O的過程中,速度可能先增大后減小

B. 圓環(huán)沿細(xì)桿從P運動到O的過程中,加速度可能先增大后減小

C. 增大圓環(huán)所帶的電荷量,其他條件不變,圓環(huán)離開細(xì)桿后仍然能繞點電荷做圓周運動

D. 將圓環(huán)從桿上P的上方由靜止釋放,其他條件不變,圓環(huán)離開細(xì)桿后仍然能繞點電荷做圓周運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)(TMSR)是第四代核能系統(tǒng)之一.其中釷基核燃料鈾由較難裂變的釷吸收一個中子后經(jīng)過若干次β衰變而來;鈾的一種典型裂變產(chǎn)物是鋇和氪.以下說法正確的是

A. 題中鈾核裂變的核反應(yīng)方程為

B. 釷核衰變的快慢由原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件決定

C. 釷核經(jīng)過2β衰變可變成鏷

D. 在鈾核裂變成鋇和氪的核反應(yīng)中,核子的比結(jié)合能減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,在區(qū)域I中有方向水平向右的勻強(qiáng)電場,在區(qū)域II中有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B=0.5T;兩區(qū)域中的電場強(qiáng)度大小相等,E=2V/m;兩區(qū)域足夠大,分界線豎直。一可視為質(zhì)點的帶電小球用絕緣細(xì)線拴住靜止在區(qū)域I中的A點時,細(xì)線與豎直方向的夾角為45°,F(xiàn)剪斷細(xì)線,小球開始運動,經(jīng)過時間t1=1s從分界線的C點進(jìn)入?yún)^(qū)域II,在其中運動一段時間后,從D點第二次經(jīng)過 B分界線,再運動一段時間后,從H點第三次經(jīng)過分界線,圖中除A點外,其余各點均未畫出,g=10m/s2,求:

(1)小球到達(dá)C點時的速度v;

(2)小球在區(qū)域II中運動的時間t2;

(3)CH之間的距離d。

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