【題目】直流電動(dòng)機(jī)是一種使用直流電的動(dòng)力裝置，是根據(jù)通電線圈在磁場中受到安培力的原理制成的。如圖所示是一臺(tái)最簡單的直流電動(dòng)機(jī)模型示意圖，固定部分（定子）裝了一對(duì)磁極，旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）裝設(shè)圓柱形鐵芯，將abcd矩形導(dǎo)線框固定在轉(zhuǎn)子鐵芯上，能與轉(zhuǎn)子一起繞軸OO'轉(zhuǎn)動(dòng)。線框與鐵芯是絕緣的，線框通過換向器與直流電源連接。定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙很小，可認(rèn)為磁場沿徑向分布，線框無論轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線平行，如圖25所示（側(cè)面圖）。已知ab、cd桿的質(zhì)量均為M、長度均為L，其它部分質(zhì)量不計(jì)，線框總電阻為R。電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)。當(dāng)閉合開關(guān)S，線框由靜止開始在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，線框所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。忽略一切阻力與摩擦。求：

（1）閉合開關(guān)后，線框轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速率；

（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)接上負(fù)載后，相當(dāng)于線框受到恒定的阻力，阻力不同電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速率也不相同。求：ab、cd兩根桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速率v多大時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率P最大。

【答案】（1）（2）當(dāng)時(shí)

【解析】

（1）S閉合后，MN有電流因此受（右）而

（其中）

∴當(dāng)v↑時(shí)在減少，一直減為0后MN勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)為最大速度，故

（2）

∴

b. 框勻速率轉(zhuǎn)動(dòng)

∴

∴

當(dāng)時(shí)

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：

【題目】有兩只額定電壓都是110V的燈泡和燈泡，的額定功率是100W，的額定功率是40W，使它們接在220V的電路上能正常發(fā)光．圖中能使兩燈正常發(fā)光的連接方法是________，最合理的連接方法是________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，質(zhì)量m=2kg的物體從高為h=0.8m的光滑軌道上M點(diǎn)由靜止下滑，滑到水平傳送帶于上的A點(diǎn)，物體和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2，傳送帶AB之間的距離為L=8m，傳送帶一直以v=6m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)（g取10m/s2）

A.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.物體從A運(yùn)動(dòng)到B所用時(shí)間為1.5s

C.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，摩擦產(chǎn)生的熱量為4J

D.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，摩擦力對(duì)物體傲的功為10J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一矩形線圈位于一隨時(shí)間t變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面（紙面）向里，如圖甲所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示。以I表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖甲中線圈上箭頭所示方向的電流為正，則圖的I-t圖中正確的是（ ）

A.B.

C.D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)傾角為θ=30°的光滑斜面固定在水平面上，不可伸長的輕繩一端固定在斜面上的O點(diǎn)，另一端系一個(gè)質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），繩長為L，在O點(diǎn)沿斜面向下處的P點(diǎn)釘一枚與斜面垂直的釘子�，F(xiàn)將小球拉起，使輕繩與斜面平行且在水平方向上伸直，由靜止釋放，小球繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)90時(shí)繩與釘子相碰。已知重力加速度大小為g，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，下列說法中錯(cuò)誤的是（ ）

A.繩碰到釘子前瞬間，小球的線速度為，且碰后瞬間線速度大小不變

B.繩碰到釘子前瞬間，小球受到的拉力為，且碰后瞬間繩的拉力突然增大

C.繩碰到釘子后，小球繞P點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)可恰好到達(dá)最高點(diǎn)O點(diǎn)

D.若將釘釘子的位置P點(diǎn)沿斜面向下移動(dòng)，OP距離越大，繩碰到釘子后瞬間受到的拉力越大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在傾角為θ=30的斜面上固定兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、EF，間距為L，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌斜面向下。有兩根質(zhì)量均為m、電阻均為R、長度均為L的金屬棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好，光滑的ab棒用平行于導(dǎo)軌的不可伸長的輕繩跨過光滑定滑輪與質(zhì)量為2m的物塊P連接，如圖所示。初始時(shí)作用在ab棒上一個(gè)外力（題中未畫出）使ab棒、重物P保持靜止，cd棒也靜止在導(dǎo)軌上且剛好不下滑。已知重力加速度大小為g，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，cd棒的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力�，F(xiàn)撤去外力，ab棒和重物P從靜止開始運(yùn)動(dòng)，到cd棒剛好要向上滑動(dòng)的過程中，則( )

A.重物P向下做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)

B.cd棒剛好要向上滑動(dòng)時(shí)，ab棒中的電流大小為

C.cd棒剛好要向上滑動(dòng)時(shí)，重物P的速度大小為

D.重物P減少的重力勢(shì)能等于ab棒、重物P增加的動(dòng)能與ab、cd棒產(chǎn)生的焦耳熱之和

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直放置的長直導(dǎo)線通以恒定電流，有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，在下列情況中不能使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 （ ）

A. 導(dǎo)線中電流強(qiáng)度變大 B. 線框向右平動(dòng)

C. 線框向下平動(dòng) D. 線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直墻上固定有光滑的小滑輪D，質(zhì)量相等的物體A和B用輕彈簧連接，物體B放在地面上，用一根不可伸長的輕繩一端與物體A連接，另一端跨過定滑輪與小環(huán)C連接，小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細(xì)桿，小環(huán)C位于位置R時(shí)，繩與細(xì)桿的夾角為θ，此時(shí)物體B與地面剛好無壓力，圖中，SD水平，位置R和Q關(guān)于S對(duì)稱，現(xiàn)讓小環(huán)從R處由靜止釋放，環(huán)下落過程中繩始終處于拉直狀態(tài)，且環(huán)到達(dá)Q時(shí)速度最大。下列關(guān)于小環(huán)C下落過程中的描述正確的是（ ）

A. 小環(huán)C、物體A和輕彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B. 小環(huán)C下落到位置S時(shí)，小環(huán)C的機(jī)械能一定最大

C. 小環(huán)C從位置R運(yùn)動(dòng)到位置Q的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能一定先減小后增大

D. 小環(huán)C到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)，物體A與小環(huán)C的動(dòng)能之比為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三條電場線，實(shí)線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn)，由此可知( )

A.帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的速度大于在Q點(diǎn)時(shí)的速度

B.帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大

C.帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和比在Q點(diǎn)時(shí)的小，比在P點(diǎn)時(shí)的大

D.帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的加速度小于在Q點(diǎn)時(shí)的加速度

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