【題目】圖1是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的OO軸轉(zhuǎn)動(dòng),由線圈引起的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圈環(huán)相連接,金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸,這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖2是線圈的主視圖,導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來表示。已知ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。(只考慮單匝線圈)

(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí),試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1 的表達(dá)式;

(2)線圈平面處于與中性面成φ0夾角位置時(shí)開始計(jì)時(shí),如圖3所示,試寫出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2的表達(dá)式;

(3)若線圈電阻為r,求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。(其電阻均不計(jì))

【答案】(1) (2) (3)

【解析】(1)矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,只有ab和cd切割磁感線,設(shè)ab和cd的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v,

在t時(shí)刻,導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為

E1=

由圖可知

則整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

(2)當(dāng)線圈由圖3位置開始運(yùn)動(dòng)時(shí),在t時(shí)刻整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

(3)由閉合電路歐姆定律可知

這里的E為線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值

則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周在R上產(chǎn)生的焦耳熱為

其中

于是

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】為判斷線圈繞向,可將靈敏電流計(jì)G與線圈連接,如圖所示.己知線圈由a端開始繞至b端,當(dāng)電流從電流計(jì)G左端流入時(shí),指針向左偏轉(zhuǎn).將磁鐵S極從線圈上方向下豎直插入線圈時(shí),發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn).

1)在圖中線圈上畫上幾匝線圈,以便能看清線圈繞向;

2)當(dāng)條形磁鐵插入線圈中不動(dòng)時(shí),指針將指向表盤的____;(選填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“中央”)

3)當(dāng)條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠(yuǎn)離線圈時(shí),指針將指向表盤的______.(選填左側(cè)右側(cè)中央

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【題目】1824年,法國(guó)科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”.實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置,在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針,如圖所示.實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)圓盤在磁針的磁場(chǎng)中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí),磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來,但略有滯后.下列說法正確的是( )

A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)

C.在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,磁針的磁場(chǎng)穿過整個(gè)圓盤的磁通量發(fā)生了變化

D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)形成電流此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖的電路中,電阻R和電感線圈的自感系數(shù)L都較大,電感線圈的電阻不計(jì), A、B是兩只完全相同的燈泡,下面判斷正確的是( )

A. S閉合時(shí),BA先亮;再斷開S時(shí),AB同時(shí)熄滅

B. S閉合時(shí),A、B同時(shí)亮,然后B熄滅;再斷開S時(shí),A、B逐漸熄滅

C. S閉合時(shí),A、B同時(shí)亮,然后B逐漸熄滅;再斷開S時(shí),A立即熄滅、B先變亮再逐漸熄滅

D. 電路穩(wěn)定后,斷開S時(shí),通過B的電流方向向右

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于速度、速度變化量、加速度,下列說法正確的是

A. 速度是描述運(yùn)動(dòng)物體位置變化大小的物理量,加速度是描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化快慢的物理量

B. 速度是描述物體位置變化快慢的物理量,加速度是描述物體位移變化快慢的物理量

C. 加速度增大時(shí),速度一定增大

D. 物體具有向東的加速度,而速度的方向可能向西

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】壓縮一定質(zhì)量的氣體,對(duì)氣體做了800J的功,氣體內(nèi)能增加了350J . 則此過程中氣體 (填“吸收”或“放出”)了 J的熱量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于力的說法正確的是

A. 重力的方向一定豎直向下

B. 滑動(dòng)摩擦力的方向一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反

C. 放在桌面上的物體受到的支持力是由于桌面要恢復(fù)形變而產(chǎn)生的

D. 合力一定比分力大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,通電直導(dǎo)線L和平行直導(dǎo)線放置的閉合導(dǎo)體框abcd,當(dāng)通電導(dǎo)線L運(yùn)動(dòng)時(shí),以下說法正確的是(   )

A. 當(dāng)導(dǎo)線L向左平移時(shí),導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>abcda

B. 當(dāng)導(dǎo)線L向左平移時(shí),導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>adcba

C. 當(dāng)導(dǎo)線L向右平移時(shí),導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>abcda

D. 當(dāng)導(dǎo)線L向右平移時(shí),導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>adcba

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的“S”字形玩具軌道,該軌道是用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成,固定在豎直平面內(nèi),軌道彎曲部分是由兩個(gè)半徑相等半圓連接而成,圓半徑比細(xì)管內(nèi)徑大得多,軌道底端與水平地面相切,彈射裝置將一個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從點(diǎn)水平彈射向點(diǎn)并進(jìn)入軌道,經(jīng)過軌道后從點(diǎn)水平拋出,已知小物體與地面段間的動(dòng)摩擦因數(shù),不計(jì)其它機(jī)械能損失,段長(zhǎng) ,圓的半徑=0.1m,小物體質(zhì)量=0.01kg,軌道總質(zhì)量為=0.15kg

求: (1)若,小物體從點(diǎn)拋出后的水平射程;

(2)若,小物體經(jīng)過軌道的最高點(diǎn)時(shí),管道對(duì)小物體作用力的大小和方向.

(3)設(shè)小球進(jìn)入軌道之前,軌道對(duì)地面的壓力大小等于軌道自身的重力,當(dāng)至少為多少時(shí),軌道對(duì)地面的壓力為零.

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