電機轉(zhuǎn)子是邊長為0.2米的正方形,線圈匝數(shù)為100匝,內(nèi)阻8歐,初始位置如圖所示,以ad、bc中點連線為軸用600轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速在特斯拉的勻強磁場中轉(zhuǎn)動,燈泡電阻為24歐,則:
(1)從圖示位置開始計時,寫出感應電動勢的瞬時值表達式.
(2)燈泡的實際消耗功率為多大?
(3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中外力做的功.
(4)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中通過線圈某截面的電量q.

【答案】分析:(1)由轉(zhuǎn)速求出線圈的角速度ω,根據(jù)Em=nBSω求出感應電動勢的最大值,從圖示位置開始計時,感應電動勢的瞬時值表達式為e=Emsinωt.
(2)根據(jù)歐姆定律求出電流的有效值,再求出燈泡的實際消耗功率.
(3)外力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能,根據(jù)焦耳定律求解線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中外力做的功.
(4)根據(jù)推論q=n求出通過線圈某截面的電量q.
解答:解:(1)線圈的角速度ω=2πn=2π×rad/s=20πrad/s,感應電動勢的最大值為Em=nBSω=100××0.22×20πV=80V.則從圖示位置開始計時,感應電動勢的瞬時值表達式為e=Emsinωt=80Emsin20πt(V).
(2)電動勢的有效值為E==40V,電路中電流的有效值為I===
燈泡的實際消耗功率為P=I2R=75W
(3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中外力做的功W=I2(R+r)t,t==,解得W=2.5J.
(4)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中線圈磁通量的變化量為△Φ=BS-BScos=
通過線圈某截面的電量q=n=100×C=C
答:
(1)從圖示位置開始計時,感應電動勢的瞬時值表達式為e=80Emsin20πt(V).
(2)燈泡的實際消耗功率為75W.
(3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中外力做的功是2.5J.
(4)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中通過線圈某截面的電量q=C.
點評:正弦交變電流從中性面計時時,感應電動勢的表達式才為e=Emsinωt.求交變電流產(chǎn)生的熱量、電功、電功率必須用有效值.
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科目:高中物理 來源: 題型:

電機轉(zhuǎn)子是邊長為0.2米的正方形,線圈匝數(shù)為100匝,內(nèi)阻8歐,初始位置如圖所示,以ad、bc中點連線為軸用600轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速在
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π
特斯拉的勻強磁場中轉(zhuǎn)動,燈泡電阻為24歐,則:
(1)從圖示位置開始計時,寫出感應電動勢的瞬時值表達式.
(2)燈泡的實際消耗功率為多大?
(3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過
π
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的過程中外力做的功.
(4)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過
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的過程中通過線圈某截面的電量q.

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科目:高中物理 來源:黃岡重點作業(yè) 高三物理(下) 題型:038

  下圖是一臺電機定子中的磁場分布圖,其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極,它們的表面呈半圓柱面形狀.M是圓柱形鐵芯,它與磁極的柱面共軸.磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿圓柱半徑、大小近似均勻的磁場,磁感強度B=0.050T.

  下圖是該發(fā)電機轉(zhuǎn)子的示意圖(虛線表示定子的鐵芯M).矩形線框abcd可繞過ad、cb邊的中點并與圖中的鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)過程中,線框的ab、cd邊始終處在圖所示的縫隙內(nèi)的磁場中.已知cb邊長=25.0cm,ad邊長=10.0cm,線框共有N=8匝導線,裝置的角速度ω=250/s.將發(fā)電機的輸出端接入圖中的裝置K后,裝置K能使交流電變成直流電,而不改變其電壓的大。绷麟姷牧硪粋輸出端與一可變電阻R相連,可變電阻的另一端P是直流電的正極,直流電的另一個輸出端Q是它的負極.

     

  下圖是可用于測量阿伏加德羅常數(shù)的裝置示意圖,其中A、B是兩塊純銅片,插在稀溶液中,銅片與引出導線相連,引出端分別為x、y.

  現(xiàn)把直流電的正、負極與兩銅片的引線端相連,調(diào)節(jié)R,使溶液中產(chǎn)生I=0.21A的電流.假設發(fā)電機的內(nèi)阻可忽略不計,兩銅片間的電阻r是恒定的.

(1)求每匝線圈中的感應電動勢的大小.

(2)求可變電阻R與A、B間電阻r之和.

(3)當以I=0.21A的電流電解60min后,測得銅片A的質(zhì)量增加了0.25g,則如圖裝置的x端應與直流電的________極相連,它是電解池的________極.

(4)電解后銅片B的質(zhì)量________.(填“增加”、“減少”或“不變”)

(5)列式計算實驗測得的阿伏加德羅常數(shù).(已知電子電量e=1.60×C)

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