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如圖（3-4-7甲）所示，一固定的矩形導體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內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，磁場的磁感應強度按如圖（乙）所示的規(guī)律變化，線圈中產生的感應電動勢瞬時值的表達式為e=，其中Bm為磁感應強度的最大值，T為磁場變化的周期.不計燈絲電阻隨溫度的變化，求：（1）線圈中產生感應電動勢的最大值；

（2）小燈泡消耗的電功率；

（3）在磁感應強度變化的0—的時間內，通過小燈泡的電荷量.

      

（甲）                              （乙）

圖3-4-7

解析：（1）因為線圈中產生圖3-4-7的感應電流變化的周期與磁場變化的周期相同，所以由圖象可知，線圈中產生交變電流的周期為T=3.14×10-2s

所以線圈中感應電動勢的最大值為 Em=2πnBmS/T=8.0 V.

（2）根據(jù)歐姆定律，電路中電流的最大值為Im= =0.80 A

通過小燈泡電流的有效值為I=Im/A

小燈泡消耗的電功率為P=I2R=2.88 W.

（3）在磁感應強度變化的0—T/4周期內，線圈中感應電動勢的平均值

通過燈泡的平均電流

通過燈泡的電荷量Q==4.0×10-3 C.

答案：(1)Em=8.0 V  (2)P=2.88 W  (3)Q=4×10-3 C

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

實驗題
在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置．
小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出．
（1）當M與m的大小關系滿足
M遠大于m
M遠大于m
時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．
（2）一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，改變小車及車中砝碼的質量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系，應該作a與
1
M
1
M
的圖象．
（3）如圖2所示為甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線，說明實驗存在的問題是
沒有平衡摩擦力或平衡時角度過�。�
沒有平衡摩擦力或平衡時角度過�。�
．
（4）某同學在做加速度和力、質量的關系的實驗中，測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：
F
N
 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/（m?s-2） 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51
請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標紙中作出a-F圖象（圖3）；
（5）圖象的斜率的物理意義是
小車的總質量的倒數(shù)
小車的總質量的倒數(shù)
；
（6）在“探究兩個共點力的合成”實驗中，某小組做實驗時得出如圖4所示的圖（O為橡皮條與細繩套的結點）．圖中
F
F
是F1與F2合力的實驗值，為使橡皮筋沿豎直方向伸長，那么互成角度的兩彈簧秤所施的力F1和F2必須
C
C
．
A．等大  B．互相垂直  C．水平分力，等大反向  D．豎直分力等大
（7）做勻變速直線運動的小車帶動紙帶通過電火花計時器，打出的部分計數(shù)點如圖5所示．每相鄰兩點間還有四點未畫出來，電火花計時器使用的是220V、T=0.02s的交流電，求：電火花計時器打第2個計數(shù)點時，小車的速度v2=
0.49
0.49
m/s，小車的加速度a=
0.88
0.88
m/s2．（結果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

Ⅰ．如圖所示，某同學在做“用雙縫干涉測光的波長”實驗時，第一次分劃板中心刻度線對齊A條紋中心時（圖1），游標卡尺的示數(shù)如圖（3）所示，第二次分劃板中心刻度線對齊B條紋中心時（圖2），游標卡尺的示數(shù)如圖（4）所示，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖（3）中游標卡尺的示數(shù)為
11.4
11.4
mm．圖（4）游標卡尺的示數(shù)
16.8
16.8
mm．實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是
減小測量誤差
減小測量誤差
，所測光波的波長為
675
675
nm．

Ⅱ．某班舉行了一次物理實驗操作技能比賽，其中一項比賽為用規(guī)定的電學元件設計合理的電路圖，并能較準確的測量若干個由幾節(jié)電池組成的電池組（均密封，只引出正負電極）的電動勢及其內阻．給定的器材如下：
A．電流表G（滿偏電流10mA，內阻10Ω）
B．電流表A（0～0.6A～3A，內阻未知）
C．滑動變阻器R0（0～100Ω，1A）
D．定值電阻R（阻值990Ω）
E．開關與導線若干
（1）小劉同學用提供的實驗器材，設計了如圖甲所示的電路，請你按照電路圖在乙圖上完成實物連線．

（2）丙圖為該同學根據(jù)上述設計的實驗電路利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I1-I2圖線（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），則由圖線可以得到被測電池的電動勢E=
7.5
7.5
V，內阻r=
5.0
5.0
Ω．
（3）另一位小張同學對另一電池組也用上面的實驗連接進行測量，初始時滑片P在最右端，但由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路，合上電鍵后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離x后電流表A才有讀數(shù)，于是該同學根據(jù)測出的數(shù)據(jù)作出了兩個電流表讀數(shù)I與x的關系圖，如圖丁所示，則根據(jù)圖象可知，此電池組的電動勢為
9.0
9.0
V，內阻為
11.1
11.1
Ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

實驗題
在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置．
小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出．
（1）當M與m的大小關系滿足______時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．
（2）一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，改變小車及車中砝碼的質量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系，應該作a與______的圖象．
（3）如圖2所示為甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線，說明實驗存在的問題是______．
（4）某同學在做加速度和力、質量的關系的實驗中，測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：
數(shù)學公式0.200.300.400.500.60
a/（m?s-2）0.110.190.290.400.51
請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標紙中作出a-F圖象（圖3）；
（5）圖象的斜率的物理意義是______；
（6）在“探究兩個共點力的合成”實驗中，某小組做實驗時得出如圖4所示的圖（O為橡皮條與細繩套的結點）．圖中______是F1與F2合力的實驗值，為使橡皮筋沿豎直方向伸長，那么互成角度的兩彈簧秤所施的力F1和F2必須______．
A．等大　B．互相垂直　C．水平分力，等大反向　D．豎直分力等大
（7）做勻變速直線運動的小車帶動紙帶通過電火花計時器，打出的部分計數(shù)點如圖5所示．每相鄰兩點間還有四點未畫出來，電火花計時器使用的是220V、T=0.02s的交流電，求：電火花計時器打第2個計數(shù)點時，小車的速度v2=______m/s，小車的加速度a=______m/s2．（結果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

曾經流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機，圖3-1-7甲為其結構示意圖.圖中N、S是一對固定的磁極，abcd為固定在轉軸上的矩形線框，轉軸過bc邊中點、與ab邊平行，它的一端有一半徑r0=1.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖3-17乙所示.當車輪轉動時，因摩擦而帶動小輪轉動，從而使線框在磁極間轉動.設線框由N=800匝導線圈組成，每匝線圈的面積S=20 cm2，磁極間的磁場可視為勻強磁場，磁感強度B=0.010 T，自行車車輪的半徑R1=35 cm，小齒輪的半徑R2=4.0 cm，大齒輪的半徑R3=10.0 cm(見圖3-17乙).現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速運動，問大齒輪的角速度為多大時才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值U=3.2 V？(假定摩擦小輪與自行車輪之間無相對滑動)

圖3-17

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