如圖10(甲)所示,一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置,線圈的兩端接一只小燈泡,在線圈所在空間存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場.已知線圈的匝數(shù)n=100匝,電阻r=1.0 Ω,所圍成矩形的面積S=0.040 m2,小燈泡的電阻R=9.0 Ω,磁場的磁感應(yīng)強度隨時間按如圖10(乙)所示的規(guī)律變化,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式為e=nBmS2πTcos2πTt,其中Bm為磁感應(yīng)強度的最大值,T為磁場變化的周期.不計燈絲電阻隨溫度的變化,求:?

    

(甲)                                                         (乙)

圖10

(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值;?

(2)小燈泡消耗的電功率;

(3)在磁感應(yīng)強度變化的的時間內(nèi),通過小燈泡的電荷量.

(1)8.0 V　?(2)2.88 W　?(3)4.0×10-3 C?

解析：(1)因為線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流變化的周期與磁場變化的周期相同,所以由圖象可知,線圈中產(chǎn)生交變電流的周期為T=3.14×10 -2 s.

所以線圈中感應(yīng)電動勢的最大值為?

Em=2πnBmS/T=8.0 V.?

(2)根據(jù)歐姆定律,電路中電流的最大值為?

通過小燈泡電流的有效值為

小燈泡消耗的電功率為

P=I2R=2.88 W.?

(3)在磁感應(yīng)強度變化的0-1/4周期內(nèi),線圈中感應(yīng)電動勢的平均值

通過燈泡的平均電流

通過燈泡的電荷量


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，A、B為兩塊距離很近的平行金屬板（電子通過A、B間的時間可忽略不計），板中央均有小孔．一束電子以初動能EKO=120eV，從A板上的小孔O不斷垂直于板射入A、B之間，在B板右側(cè)，平行金屬板M、N之間有勻強電場，板長L=2×10-2m，板間距離d=4×10-3m；偏轉(zhuǎn)電壓U=20V，現(xiàn)在A、B間加一個如圖（乙）變化的電壓，在t=0到t=2s時間內(nèi)，A板的電勢高于B板的電勢，則在U隨時間變化的第一個周期時間內(nèi)：

（1）電子在哪段時間內(nèi)可以從B板上的小孔O'射出？
（2）在哪段時間內(nèi)，電子能從偏轉(zhuǎn)電場右側(cè)飛出？

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，小燈泡標(biāo)有“3.8V、1.14W”字樣；
電壓表V量程5V，內(nèi)阻約為5kΩ；
直流電源E的電動勢4.5V，內(nèi)阻不計；
開關(guān)S及導(dǎo)線若干；
其它供選用的器材還有：
電流表A1量程250mA，內(nèi)阻約為2Ω；
電流表A2量程500mA，內(nèi)阻約為1Ω；
滑動變阻器R1阻值0～10Ω；
滑動變阻器R2阻值0～2kΩ．
為了使調(diào)節(jié)方便，測量的準(zhǔn)確度高：
①實驗中應(yīng)選用電流表
A2
A2
，滑動變阻器
R1
R1
．
②在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖．

③由正確實驗操作得到的數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖（甲）所示，將本實驗用的小燈泡接入如圖（乙）所示的電路，電源電壓恒為6V，定值電阻R3=30Ω．電流表A讀數(shù)為0.45A，此時小燈泡消耗的實際功率為
0.5
0.5

W．（不計電流表A的內(nèi)阻）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n=100匝．穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖（乙）所示，已知感應(yīng)電動勢的最大值Em=nωφm，其中φm為穿過每匝線圈磁通量的最大值，π=3.14，

（1）求該發(fā)電機的感應(yīng)電動勢的最大值Em；
（2）請寫出感應(yīng)電動勢e的瞬時表達(dá)式；
（3）將該發(fā)電機的輸出端接到如圖（丙）所示的電路A、B端，已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為r=10Ω，圖（丙）中的D為理想二極管（正向電阻為零，反向電阻無窮大），R=90Ω，求交流電流表的讀數(shù)I．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，兩上下正對水平放置的平行金屬板C、D相距很近，上面分別開有小孔O和O′，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌P、Q與金屬板C、D接觸良好，且導(dǎo)軌垂直放在磁感強度為B1=10T的豎直向上的勻強磁場中，導(dǎo)軌間距L=0.50m，金屬棒AB緊貼著導(dǎo)軌沿平行導(dǎo)軌方向在磁場中做往復(fù)運動，其速度圖象如圖（乙），若規(guī)定向右運動速度方向為正方向．從t=0時刻開始，由C板小孔O處連續(xù)不斷地以垂直于C板方向飄入質(zhì)量為m=3.2×10-21kg、電量q=1.6×10-19C的帶正電的粒子（設(shè)飄入速度很小，可視為零）．在D板外側(cè)有以MN為邊界的勻強磁場B2=10T，方向垂直紙面向里．MN與D相距d=10cm，（粒子重力及其相互作用不計），求精英家教網(wǎng)
（1）在0到4.0秒內(nèi)D板電勢什么時刻最高？且兩板電勢差的最大值為多少？
（2）0到4.0秒內(nèi)哪些時刻從O處飄入的粒子能穿過電場并飛出磁場邊界MN？
（3）粒子從邊界MN射出來的位置之間最大的距離為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)在“用單擺測重力加速度”的實驗中進行了如下的操作；
（1）用游標(biāo)上有10個小格的游標(biāo)卡尺測量擺球直徑如圖（甲）所示，擺球直徑為
 
cm．把擺球用細(xì)線懸掛在鐵架臺上，測量擺線長，通過計算得到擺長L．
（2）用秒表測量單擺的周期．當(dāng)單擺擺動穩(wěn)定且到達(dá)最低點時開始計時并記為n=0，單擺每經(jīng)過最低點記一次數(shù)，當(dāng)數(shù)到n=60時秒表的示數(shù)如圖（乙）所示，該單擺的周期T=
 
s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
（3）測量出多組周期T、擺長L數(shù)值后，畫出T2-L圖象如圖（丙），此圖線斜率的物理意義是
 

A．g　　   　B.
1
g
　　　   C.
4π2
g
　      　D.
g
4π2

（4）與重力加速度的真實值比較，發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果偏大，分析原因可能是
 

A．振幅偏小                         B．在單擺未懸掛之前先測定其擺長
C．將擺線長當(dāng)成了擺長                D．開始計時誤記為n=1
（5）該小組的另一同學(xué)沒有使用游標(biāo)卡尺也測出了重力加速度．他采用的方法是：先測出一擺線較長的單擺的振動周期T1，然后把擺線縮短適當(dāng)?shù)拈L度△L，再測出其振動周期T2．用該同學(xué)測出的物理量表達(dá)重力加速度為g=
 
．
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