如圖甲所示是某人設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0.1 m、匝數(shù)n＝20的線圈，磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示）。在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為0.2 T，線圈的電阻為2 Ω，它的引出線接有8 Ω的小電珠L(zhǎng)（可以認(rèn)為電阻為定值）。外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便有電流通過(guò)電珠。當(dāng)線圈向右的位移x隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(shí)（x取向右為正），求：

（1）線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的大小，并在圖丁中畫(huà)出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像（在圖甲中取電流由C向上流過(guò)電珠L(zhǎng)到D為正）；

（2）每一次推動(dòng)線圈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中作用力F的大�。�

（3）該發(fā)電機(jī)的輸出功率P（摩擦等損耗不計(jì)）；

 

（1）見(jiàn)下圖；（2）0.5 N；（3）0.32 W

 

【解析】

試題分析：（1）從圖可以看出，線圈往返的每次運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度為

線圈做切割磁感線E＝2n（rBv＝2（20（3.14（0.1（0.2（0.8 V＝2 V 感應(yīng)電流

電流圖像如上圖

（2）于線圈每次運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以每次運(yùn)動(dòng)過(guò)程中推力必須等于安培力。

F推＝F安＝nILB＝2nI（rB＝2（20（0.2（3.14（0.1（0.2 N＝0.5 N。

（3發(fā)電機(jī)的輸出功率即燈的電功率．P＝I2R2＝0.22（8 W＝0.32 W

考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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2013年12月14日21時(shí)11分，嫦娥三號(hào)成功著陸在月球西經(jīng)19.5度、北緯44.1度的虹灣區(qū)域。如圖所示是嫦娥三號(hào)奔月過(guò)程中某階段運(yùn)動(dòng)的示意圖，關(guān)閉動(dòng)力的嫦娥三號(hào)在月球引力作用下沿圓軌道運(yùn)動(dòng)，在A處由圓軌道I變軌為橢圓軌道Ⅱ，以便更靠近月面。已知引力常量為G，圓軌道I的半徑為r，周期為T(mén).下列說(shuō)法正確的是

A．嫦娥三號(hào)在A處由圓軌道Ⅰ變軌為橢圓軌道Ⅱ時(shí)，必須點(diǎn)火減速

B．嫦娥三號(hào)沿橢圓軌道由A處飛向B處過(guò)程中，月球引力對(duì)其做負(fù)功

C．根據(jù)題中條件可求出月球的平均密度

D．根據(jù)題中條件可求出月球表面的重力加速度

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年湖北省高三5月模擬考試?yán)砭C物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，用折射率的玻璃做成內(nèi)徑為、外徑為的半球形空心球殼，一束平行光射向此半球的外表面，與中心對(duì)稱(chēng)軸平行，試求：

①入射角滿(mǎn)足什么條件的光線可以射出內(nèi)球面（不考慮多次反射）；

②如果要使球殼內(nèi)表面沒(méi)有光線射出，在球殼左邊至少用多大的遮光板，如何放置才行？

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年浙江省高考理綜物理五月沖刺押題卷（一）物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

為減少煙塵排放對(duì)空氣的污染，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的靜電除塵器，該除塵器的上下底面是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.20m的正方形金屬板，前后面是絕緣的透明有機(jī)玻璃，左右面是高h(yuǎn)＝0.10m的通道口。使用時(shí)底面水平放置，兩金屬板連接到U＝2000V的高壓電源兩極（下板接負(fù)極），于是在兩金屬板間產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)（忽略邊緣效應(yīng)）。均勻分布的帶電煙塵顆粒以v=10m/s的水平速度從左向右通過(guò)除塵器，已知每個(gè)顆粒帶電荷量q＝+2.0×10-17C，質(zhì)量m＝1.0×10-15kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力。在閉合開(kāi)關(guān)后：

（1）求煙塵顆粒在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向；

（2）求除塵過(guò)程中煙塵顆粒在豎直方向所能偏轉(zhuǎn)的最大距離；

（3）除塵效率是衡量除塵器性能的一個(gè)重要參數(shù)。除塵效率是指一段時(shí)間內(nèi)被吸附的煙塵顆粒數(shù)量與進(jìn)入除塵器煙塵顆�？偭康谋戎�。試求在上述情況下該除塵器的除塵效率；若用該除塵器對(duì)上述比荷的顆粒進(jìn)行除塵，試通過(guò)分析給出在保持除塵器通道大小不變的前提下，提高其除塵效率的方法。

 

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如圖所示，洛倫茲力演示儀由勵(lì)磁線圈、玻璃泡、電子槍等部分組成。勵(lì)磁線圈是一對(duì)彼此平行的共軸的圓形線圈，它能夠在兩線圈之間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)。玻璃泡內(nèi)充有稀薄的氣體，電子槍在加速電壓下發(fā)射電子，電子束通過(guò)泡內(nèi)氣體時(shí)能夠顯示出電子運(yùn)動(dòng)的徑跡。若電子槍垂直磁場(chǎng)方向發(fā)射電子，給勵(lì)磁線圈通電后，能看到電子束的徑跡呈圓形。若只增大電子槍的加速電壓或勵(lì)磁線圈中的電流，下列說(shuō)法正確的是

A．增大電子槍的加速電壓，電子束的軌道半徑不變

B．增大電子槍的加速電壓，電子束的軌道半徑變小

C．增大勵(lì)磁線圈中的電流，電子束的軌道半徑不變

D．增大勵(lì)磁線圈中的電流，電子束的軌道半徑變小

 

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等量同種點(diǎn)電荷+Q和+Q處在真空中，在兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)的左側(cè)取一點(diǎn)O，過(guò)O點(diǎn)作垂線，P、Q為垂線上對(duì)稱(chēng)于O的兩點(diǎn)（如圖所示），則下列說(shuō)法正確的是

A．P、Q兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)度相同

B．P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)相等

C．將試探電荷+q由P點(diǎn)移至O點(diǎn)電場(chǎng)力做正功

D．將試探電荷+q由P點(diǎn)移至O點(diǎn)，它的電勢(shì)能變大

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年浙江省金麗衢十二校高三第二次聯(lián)考理綜物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（20分）“電磁炮”是利用電磁力對(duì)彈體加速的新型武器，具有速度快，效率高等優(yōu)點(diǎn)。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平加速導(dǎo)軌電阻不計(jì)，軌道寬為L(zhǎng)＝0.2m。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1×102T�！半姶排凇睆楏w總質(zhì)量m=0.2kg，其中彈體在軌道間的電阻R＝0.4Ω�？煽仉娫吹膬�(nèi)阻r=0.6Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí)，電源為加速?gòu)楏w提供的電流是I＝4×103A，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）彈體所受安培力大小；

（2）彈體從靜止加速到4km/s，軌道至少要多長(zhǎng)？

（3）彈體從靜止加速到4km/s過(guò)程中，該系統(tǒng)消耗的總能量；

（4）請(qǐng)說(shuō)明電源的電壓如何自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年浙江省鄞州區(qū)余姚市5月模擬考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖，在空間固定有兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷，MN為它們連線的中垂線，O點(diǎn)為連線與中垂線的交點(diǎn)。另一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，僅在電場(chǎng)力作用下由MN上A處?kù)o止釋放，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中負(fù)點(diǎn)電荷漏失了一部分電荷，但質(zhì)量保持不變，負(fù)點(diǎn)電荷達(dá)B處(圖中未畫(huà)出)時(shí)速度變?yōu)榱悖瑒t下列說(shuō)法正確的是

A. OA的距離大于OB的距離 B. A處場(chǎng)強(qiáng)可能大于B處場(chǎng)強(qiáng)

C. A處電勢(shì)必高于B處電勢(shì) D. 負(fù)電荷在A處電勢(shì)能大于B處電勢(shì)能

 

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如圖所示，高速動(dòng)車(chē)組的出現(xiàn)為人們出行帶來(lái)極大的方便.幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)輛（動(dòng)車(chē)）與幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)輛（拖車(chē)）編成動(dòng)車(chē)組。假設(shè)每節(jié)的動(dòng)車(chē)的額定功率都相等，每節(jié)車(chē)的質(zhì)量都相等，動(dòng)車(chē)組運(yùn)行過(guò)程中受到的阻力與其重力成正比，若1節(jié)動(dòng)車(chē)與3節(jié)拖車(chē)編成的動(dòng)車(chē)組的最大速度為120km/h；則3節(jié)動(dòng)車(chē)與3節(jié)拖車(chē)編成的動(dòng)車(chē)組的最大速度為（ ）

A．120km/h B．240km/h C．320km/h D．480km/h

 

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