7.如圖所示,一個(gè)半徑為r的半圓形線圈,以直徑ab為軸勻速運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為n,ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.M和N是兩個(gè)集流環(huán),負(fù)載電阻為R,線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì),求:
(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值;
(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過$\frac{1}{4}$轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi),負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量;
(3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過$\frac{1}{4}$轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi),通過負(fù)載電阻R的電荷量;
(4)電流表的示數(shù).

分析 (1)根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值公式Em=NBSω,結(jié)合ω=2πn,即S=$\frac{π{r}^{2}}{2}$,即可求解;
(2)由交流電的最大值表達(dá)式可求得有效值,再由電功公式可求得熱量;
(3)由法拉第電磁感應(yīng)定律可求得平均值,由q=It可求得電荷量;
(4)電流表的示數(shù)為有效值,由有效值定義求出有效值,再由電流.

解答 解:
(1)由最大值表達(dá)式可知;Em=NBSω=B×$\frac{π{r}^{2}}{2}$×2πn=Bπ2r2n;
(2)在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過$\frac{1}{4}$轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi),電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=$\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}}$=$\frac{\sqrt{2}}{2}$Bπ2r2n;
Q=($\frac{E}{R}$)2R•$\frac{T}{4}$=$\frac{{π}^{4}{B}^{2}{r}^{4}n}{8R}$;
(3)在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過$\frac{1}{4}$ 的時(shí)間內(nèi),電動(dòng)勢(shì)的平均值$\overline{E}$=$\frac{△∅}{△t}$;
通過R的電荷量q=$\overline{I}$△t=$\frac{πB{r}^{2}}{2R}$;
(4)設(shè)此交變電動(dòng)勢(shì)在一周期內(nèi)的有效值為E′,由有效值的定義得:$\frac{(\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}})^{2}}{R}•\frac{T}{2}=\frac{E{′}^{2}}{R}•T$

E′=$\frac{{E}_{m}^{\;}}{2}$;
解得:電流表的示數(shù)為:
I=$\frac{E′}{R}$=$\frac{{π}^{2}{r}^{2}nB}{2R}$;
答:(1)Bπ2r2n;
(2)負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量為$\frac{{π}^{4}{B}^{2}{r}^{4}n}{8R}$;
(3)通過負(fù)載電阻R的電荷量為$\frac{πB{r}^{2}}{2R}$;
(4)電流表的示數(shù)為$\frac{{π}^{2}{r}^{2}nB}{2R}$.

點(diǎn)評(píng) 本題考查交流電的有效值及交流電的產(chǎn)生,要注意明確電流表示數(shù)及求總功及功率時(shí)都要用有效值.

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:多選題

16.如圖所示,半徑為R的環(huán)形塑料管豎直放置,管的內(nèi)壁光滑,AB為該環(huán)的水平直徑,且管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑,環(huán)的AB及其以下部分處于水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.現(xiàn)將一直徑略小于塑料管內(nèi)徑,質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球從管中A點(diǎn)由靜止釋放,已知qE=mg,以下說法正確的是(  )
A.小球釋放后,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零,并在BDA間往復(fù)運(yùn)動(dòng)
B.小球釋放后,第一次達(dá)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)管壁的壓力為4mg
C.小球釋放后,第一次經(jīng)過最低點(diǎn)D和最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)管壁的壓力之比為5:1
D.小球釋放后,前后兩次經(jīng)過最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)管壁的壓力之差為4mg

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

17.如圖所示,質(zhì)量M=8.0kg,長(zhǎng)L=2.0m的薄木板靜置在光滑的水平面上,質(zhì)量m=0.50kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以速度v0=3.0m/s從木板的左端沖上木板,已知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20,重力加速度g取10m/s2.(假定滑塊與木板之間最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等),求:
(1)若木板固定,滑塊將從木板的右端滑出
a.滑塊在木板上滑行的時(shí)間t;
b.滑塊從木板右端滑出時(shí)的速度v.
(2)若木板不固定,在小滑塊沖上木板的同時(shí),對(duì)木板施加一個(gè)水平向右的恒力F.如果要使滑塊剛運(yùn)動(dòng)到木板的最右側(cè)時(shí),兩者達(dá)到共同的速度v1.則
c.共同的速度v1的大。
d.水平向右的恒力F的大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.一輛汽車從車站由靜止開始以加速度a1沿平直公路行駛時(shí)間t1、駛過的位移S1時(shí),發(fā)現(xiàn)有一乘客沒有上車,立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)剎車.若剎車的加速度為a2,經(jīng)時(shí)間t2滑行S2汽車停止.則下列表達(dá)式正確的是( 。
A.$\frac{{S}_{1}}{{S}_{2}}$=$\frac{{t}_{2}}{{t}_{1}}$B.$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$=$\frac{{t}_{2}}{{t}_{1}}$
C.$\frac{{S}_{1}}{{S}_{2}}$=$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$D.$\frac{{S}_{1}}{{S}_{2}}$=$\frac{{t}_{1}^{2}}{{t}_{1}^{2}}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

2.如圖所示,離子發(fā)生器發(fā)射一束質(zhì)量為m,電荷量為+q的離子,從靜止經(jīng)PQ兩板間的加速電壓加速后,以初速度v0再?gòu)腶點(diǎn)沿ab方向進(jìn)入一勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,abcd所圍成的正方形區(qū)域是該勻強(qiáng)電場(chǎng)的邊界,已知正方形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向與ad邊平行且由a指向d.
(1)若離子恰從c點(diǎn)飛離電場(chǎng),求ac兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uac;
(2)若離子從abcd邊界上某點(diǎn)飛出時(shí)的動(dòng)能為mv02,求此時(shí)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

12.已知地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的a倍,地球半徑是月球半徑的b倍,下列結(jié)論中正確的是(  )
A.地球表面和月球表面的重力加速度之比為$\frac{a}$
B.環(huán)繞地球表面和月球表面運(yùn)行衛(wèi)星的速率之比為$\sqrt{\frac{a}}$
C.環(huán)繞地球表面和月球表面運(yùn)行衛(wèi)星的周期之比為$\sqrt{\frac{a}}$
D.環(huán)繞地球表面和月球表面運(yùn)行衛(wèi)星的角速度之比為$\sqrt{\frac{^{3}}{a}}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

19.如圖所示,A.B兩個(gè)氣缸中裝有體積均為V、壓強(qiáng)均為1atm(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)、溫度均為27℃的空氣,中間用細(xì)管連接,細(xì)管容積不計(jì),管中有一絕熱活塞(不計(jì)摩擦,可自由移動(dòng)),開始時(shí)汽缸A左端的活塞距離其右端底部為L(zhǎng),現(xiàn)保持A氣缸中的氣體溫度不變,將活塞向右緩慢推$\frac{L}{4}$,若要使細(xì)管中的絕熱活塞仍停在原位置,則B氣缸中的氣體溫度應(yīng)升高到多少攝氏度?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

16.如圖所示,帶箭頭的線表示某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線.在電場(chǎng)力作用下,一帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)A點(diǎn)飛向B點(diǎn),徑跡如圖中虛線所示,下列說法正確的是( 。
A.粒子帶負(fù)電B.粒子在A點(diǎn)加速度大
C.粒子在B點(diǎn)動(dòng)能大D.A、B兩點(diǎn)相比,B點(diǎn)電勢(shì)較低

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

17.一正電荷僅在電場(chǎng)力的作用下,從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),速度大小隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,t1和t2分別是電荷在A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,則下列說法正確的是( 。
A.A處的電勢(shì)一定低于B處的電勢(shì)
B.A處的場(chǎng)強(qiáng)一定小于B處的場(chǎng)強(qiáng)
C.電荷在A處的電勢(shì)能一定小于電荷在B處的電勢(shì)能
D.電荷從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力一定做正功

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案