Loading [MathJax]/jax/output/CommonHTML/jax.js
12.一個電阻為r、邊長為L的正方形線圈abcd共N匝,線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO′以如圖所示的角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,外電路電阻為R.
(1)線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值有多大?
(2)線圈平面與磁感線夾角為60°時的感應(yīng)電動勢為多大?
(3)設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動,其他能量損失不計(jì),線圈轉(zhuǎn)一周,柴油機(jī)做多少功?
(4)從圖示位置開始,線圈轉(zhuǎn)過60°的過程中通過R的電荷量是多少?
 (5)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少?

分析 (1)根據(jù)Em=NBSω求解感應(yīng)電動勢最大值;
(2)根據(jù)e=Emcosθ求解瞬時值;
(3)先根據(jù)P=E2R+r求解電功率,然后根據(jù)能量守恒定律求解線圈轉(zhuǎn)一周柴油機(jī)做的功;
(4)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出平均感應(yīng)電動勢,從而得出平均感應(yīng)電流,根據(jù)q=¯It求出通過電阻R的電荷量;
(5)電流表和電壓表的示數(shù)都是有效值,先根據(jù)E=Em2求解電動勢的有效值,然后結(jié)合閉合電路歐姆定律求解感應(yīng)電流的有效值.

解答 解:(1)感應(yīng)電動勢的最大值為:Em=NBSω=NBωL2
(2)線圈平面與B成60°角時的瞬時感應(yīng)電動勢為:
e=Em•cos 60°=12NBωL2
(3)電動勢的有效值為:E=Em2     
電流的有效值為:I=ER+r
柴油機(jī)做的功轉(zhuǎn)化為電能,線圈轉(zhuǎn)一周柴油機(jī)做的功為:
W=EIt=E2R+rt=12NBωL22R+r2πω=πN2B2ωL4R+r
(4)因?yàn)镮平均=ER+r=NΦtR+r
故電荷量為:q=I平均•△t=NBSsin60°R+r=3NBL22R+r
(5)電流表顯示干路電流的有效值,則讀數(shù)為:
I=Im2=NBωL22R+r
電壓表顯示路端電壓的有效值,則讀數(shù)為:
U=Um2=NBωL2R2R+r
答:(1)線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值為NBωL2;
(2)線圈平面與磁感線夾角為60°時的感應(yīng)電動勢為12NBωL2;
(3)設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動,其他能量損失不計(jì),線圈轉(zhuǎn)一周,柴油機(jī)做功為πN2B2ωL4R+r;
(4)從圖示位置開始,線圈轉(zhuǎn)過60°的過程中通過R的電荷量是3NBL22R+r
(5)圖中電流表和電壓表的示數(shù)分別為NBωL22R+r、NBωL2R2R+r

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵明確瞬時值、有效值、最大值的求解方法,記住最大值公式Em=NBSω,知道電表讀數(shù)、求產(chǎn)生的熱量均由交變電的有效值來確定,而涉及到耐壓值時,則由最大值來確定.而通過某一電量時,則用平均值來求.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.有一個帶電荷量q=-3×10-6C的點(diǎn)電荷,從某電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),電荷克服靜電力做的功為6×10-4J;從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力對電荷做功9×10-4J.求電勢差UAB、UBC、UCA各為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖所示,長度為L的細(xì)繩上端固定在天花板上O點(diǎn),下端拴著質(zhì)量為m的小球.當(dāng)把細(xì)繩拉直時,細(xì)繩與豎直線的夾角為θ=60°,此時小球靜止于光滑的水平面上.
(1)當(dāng)球以角速度ω1=gL做圓錐擺運(yùn)動時,細(xì)繩的張力FT為多大?水平面受到的壓力FN是多大?
(2)當(dāng)球以角速度ω2=4gL做圓錐擺運(yùn)動時,細(xì)繩的張力FT′及水平面受到的壓力FN′各是多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.由于地球自轉(zhuǎn),地球上的物體都隨地球一起轉(zhuǎn)動.所以( �。�
A.在我國各地的物體都有相同的角速度
B.地球上所有物體的向心加速度方向都指向地心
C.放在赤道上的物體I和放在北緯60°處的物體II向心加速度之比為4:1
D.放在赤道上的物體I和放在北緯60°處的物體II線速度之比為2:1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

7.如圖所示,翻滾過山車軌道頂端A點(diǎn)距地面的高度H=52m,圓形軌道最高處的B點(diǎn)距地面的高度h=32m.不計(jì)摩擦阻力,試計(jì)算翻滾過山車從A點(diǎn)由靜止開始下滑運(yùn)動到B點(diǎn)時的速度為20m/s.(取g=10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

17.如果把一個電容器接在日用照明220伏電壓電路中,要保證它不被擊穿,它的耐壓值至少為2202V.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.如圖所示,AB段為一半徑R=0.2m的光滑14圓形軌道,EF為一傾角為30°的光滑斜面,一質(zhì)量為0.1kg的物塊從A點(diǎn)由靜止開始下滑,通過B點(diǎn)后水平拋出,經(jīng)過一段時間后恰好以平行于斜面的方向滑上斜面,g取10m/s2,求:
(1)物塊到達(dá)B點(diǎn)時對圓形軌道的壓力大�。�
(2)物塊做平拋運(yùn)動的時間.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.對于秒擺下述說法正確的是( �。�
A.擺長縮短為原來的四分之一時,頻率是1Hz
B.擺球質(zhì)量減小到原來的四分之一時,周期是4s
C.振幅減為原來的四分之一時,周期是2s
D.如果重力加速度減為原來的四分之一時,頻率為0.25Hz

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.為了研究過山車的原理,物理小組提出了下列的設(shè)想:取一個與水平方向夾角為37°、長為L=2.0m的粗糙的傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個軌道除AB段以外都是光滑的.其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示.一個小物塊以初速度v0=4.0m/s,從某一高處水平拋出,恰從A點(diǎn)無碰撞地沿傾斜軌道滑下.已知物塊與傾斜軌道AB的動摩擦因數(shù)μ=0.5(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8):
(1)求小物塊的拋出點(diǎn)和A點(diǎn)的高度差;
(2)若豎直圓軌道半徑為1米,小物塊質(zhì)量為2kg,求小物塊運(yùn)動到c點(diǎn)時對軌道的壓力;
(3)為了讓小物塊不離開軌道,則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案