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15.圖(甲)為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,其矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線(xiàn)圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10Ω,線(xiàn)圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接,電阻R=90Ω,與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表.在t=0時(shí)刻,線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行,穿過(guò)每匝線(xiàn)圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按圖(乙)所示正弦規(guī)律變化.求:

(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式;
(2)電路中交流電壓表的示數(shù);
(3)從甲圖所示時(shí)刻開(kāi)始,線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)90°過(guò)程中通過(guò)線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電荷量.

分析 (1)根據(jù)電動(dòng)勢(shì)最大值的表達(dá)式,結(jié)合磁通量的最大值,求出電動(dòng)勢(shì)的最大值;從而得出表達(dá)式;
(2)由歐姆定律可求得電壓表的示數(shù);
(3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,結(jié)合磁通量的變化量求出通過(guò)電阻R的電量.

解答 解:(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBSω,
因?yàn)榇磐康淖畲笾郸?SUB>m=BS=2×10-2Wb,
ω=2πT=2π6.28×102=100rad/s,
則電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBSω=100×2×102×100V=200V;
故表達(dá)式e=200cos100t
(2)電動(dòng)勢(shì)的有效值 E=22Em=1002 V
由閉合電路的歐姆定律,電路中電流的有效值為I=Er+R=100210+90=2A
交流電壓表的示數(shù)為U=I R=902V=127 V;
(3)由法拉第電磁感應(yīng)定律可知:¯E=nΦt
¯I=¯ER(cāng)
電量q=¯It
解得:q=nΦR(cāng),
q=100×2×10290+10C=0.02C
答(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式e=200cos100t
(2)電路中交流電壓表的示數(shù)為127V;
(3)從甲圖所示時(shí)刻開(kāi)始,線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)90°過(guò)程中通過(guò)線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電荷量為0.02C

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道正弦式交流電峰值的表達(dá)式Em=nBSω,以及知道峰值、有效值、平均值和瞬時(shí)值的區(qū)別.掌握電量的表達(dá)式,并能靈活運(yùn)用.

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

14.已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖所示,則下列有關(guān)處于基態(tài)的氫原子向激發(fā)狀態(tài)躍遷的說(shuō)法中正確的是BDE(填正確答案標(biāo)號(hào))
A:一個(gè)具有Eko=13.60eV動(dòng)能、處于基態(tài)的氫原子與一個(gè)靜止的同樣出于基態(tài)的氫原子發(fā)生對(duì)心碰撞,可能躍遷到n=2能級(jí)的第一個(gè)激發(fā)態(tài)
B:一個(gè)具有Eko=13.60eV動(dòng)能、處于基態(tài)的氫原子與一個(gè)靜止的同樣出于基態(tài)的氫原子發(fā)生對(duì)心碰撞,原子不可能躍遷到其他激發(fā)態(tài)
C:用能量為12.3eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子,受光子照射后,原子能躍遷到n=2能級(jí)的軌道上去
D:用能量為12.3eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子,受光子照射后,原子不能躍遷到其他軌道上去
E:用動(dòng)能為12.3eV的電子去照射一群處于基態(tài)的氫原子,氫原子受電子照射后,原子能躍遷到n=2能級(jí)的軌道上去.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( �。�
A.盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子的核式結(jié)構(gòu)模型
B.玻爾在研究原子結(jié)構(gòu)中引進(jìn)了量子化的觀(guān)念,并指出氫原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)要吸收光子
C.若使放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期將不變
D.鈾核(23892U)衰變?yōu)殂U核(20682Pb)的過(guò)程中,要經(jīng)過(guò)8次α衰變和10次β衰變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

3.如圖所為氫原子的能級(jí)圖.用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.氫原子可以輻射出連續(xù)的各種波長(zhǎng)的光
B.氫原子可輻射出10種不同波長(zhǎng)的光
C.氫原子從n=4的能級(jí)向n=3的能級(jí)躍遷時(shí)輻射光的波長(zhǎng)最短
D.輻射光中,光子能量為0.31eV的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)
E.用光子能量為14.2eV的光照射基態(tài)的氫原子,能夠使其電離

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10.如圖所示,為一個(gè)由四個(gè)“與”門(mén)組成的集成塊的外引線(xiàn)圖,現(xiàn)第6腳輸出信號(hào)為“1”,則第4、5腳輸入的信號(hào)分別為( �。�
A.1  0B.0  1C.1  1D.0  0

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

20.“嫦娥三號(hào)”探測(cè)衛(wèi)星被送入地球同步軌道后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)( �。�
A.衛(wèi)星不受地球引力作用
B.衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期與地球自傳周期相同
C.衛(wèi)星處于平衡狀態(tài)
D.衛(wèi)星的線(xiàn)速度大于第一宇宙速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

7.質(zhì)量是50kg的人沿著長(zhǎng)L=150m、傾角為30°的坡路走上土丘,重力對(duì)他所做的功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力勢(shì)能增加了多少?(g取10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

4.某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.物塊在重物的牽引下開(kāi)始運(yùn)動(dòng),重物落地后,物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處).從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始,每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz.

①通過(guò)分析紙帶數(shù)據(jù),可判斷物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻開(kāi)始減速.
②打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí),物塊對(duì)應(yīng)的速度大小為1.00m/s.
③物塊減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小為a=2.00m/s2.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.如圖為皮帶傳動(dòng)示意圖,假設(shè)皮帶不打滑,R>r,則下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.大輪邊緣的線(xiàn)速度小于小輪邊緣的線(xiàn)速度
B.大輪的角速度大于小輪的角速度
C.大輪的轉(zhuǎn)速等于小輪的轉(zhuǎn)速
D.大輪邊緣某點(diǎn)的加速度小于小輪邊緣某的加速度

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同步練習(xí)冊(cè)答案
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