【題目】如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其中矩形線圈abcd的邊長ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝數(shù)n=100，線圈的總電阻r=0.20Ω，線圈在磁感強(qiáng)度B=0.050T的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OOˊ勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω＝100π rad/s。線圈兩端通過電刷E、F與阻值R=4.8Ω的定值電阻連接。計算時π取3。

（1）從線圈經(jīng)過中性面開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢隨時間變化的函數(shù)表達(dá)式；

（2）求此發(fā)電機(jī)在上述工作狀態(tài)下的輸出功率；

（3）求從線圈經(jīng)過中性面開始計時，經(jīng)過周期時間通過電阻R的電荷量。

【答案】（1）e=150sin300t（2）2160W（3）0.1C

【解析】試題分析：（1）線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值Em=nBωab×bc（1分）

解得：Em= 150V（1分）

感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達(dá)式 e=Emsinωt=150sin300t（V）（或150sin100πt）（1分）

（2）線圈中感應(yīng)電動勢的有效值V（或106V）（1分）

電流的有效值A

交流發(fā)電機(jī)的輸出功率即為電阻R的熱功率P=I2R=2.16×103W（2分）

（3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：（1分）

根據(jù)歐姆定律：（1分）

解得：（1分）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙﹣2251”衛(wèi)星和美國的“銥﹣33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞．這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件．碰撞過程中產(chǎn)生的大量碎片可能會影響太空環(huán)境．假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運動的軌道都是圓，甲的運行速率比乙的大，則下列說法中正確的是（ ）

A. 甲的運行周期一定比乙的長

B. 甲距地面的高度一定比乙的高

C. 甲的向心力一定比乙的小

D. 甲的加速度一定比乙的大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要部件為緩沖滑塊 K和質(zhì)量為m的“U”形框緩沖車廂。在車廂的底板上固定著兩個光滑水平絕緣導(dǎo)軌PQ、MN，緩沖車的底部固定有電磁鐵(圖中未畫出)，能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面向下并隨車廂一起運動的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，設(shè)導(dǎo)軌右端QN是磁場的右邊界。導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)度絕緣材料制成，滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab邊長為L。假設(shè)緩沖車以速度v0與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下(碰前車廂與滑塊相對靜止)，此后線圈與軌道磁場的作用使車廂減速運動，從而實現(xiàn)緩沖。 不計一切摩擦阻力。

（1）求滑塊K的線圈中感應(yīng)電流方向（從俯視圖看，寫“順時針”，“逆時針”）及最大感應(yīng)電流的大小。

（3）若緩沖車與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，為使緩沖車廂所受的最大水平磁場力不超過Fm，求緩沖車勻速運動時的最大速度vmax；

（3）在若緩沖車以速度v0與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，求此后緩沖車的速度v隨位移x的變化規(guī)律及緩沖車在滑塊K停下后的最大位移（設(shè)此過程中緩沖車未與障礙物相碰；

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】平行板電容器 C 與三個可變電阻器 R1、R2、R3 以及電源連成如圖所示的電路。閉合開關(guān) S 待電路穩(wěn)定后，電容器C 兩極板帶有 一定的電荷。要使電容器所帶電荷量增加，以下方法中可行的是 ( )

A. 只增大R1，其他不變

B. 只增大R2，其他不變

C. 只減小R3，其他不變

D. 只減小 a、b 兩極板間的距離，其他不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為的斜面固定在水平地面上，一個質(zhì)量為的小物體（可視為質(zhì)點）以的初速度由底端沖上斜面，已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，重力加速度取， ， ，求：

（）物體沿斜面向上運動時的加速度．

（）若使物體不至滑出斜面，斜面的最小長度．

（）物體再次回到斜面底端的動能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外還具有動量。由狹義相對論可知，一定的質(zhì)量m與一定的能量E相對應(yīng)： ，其中c為真空中光速。

（1）已知某單色光的頻率為ν，波長為λ，該單色光光子的能量，其中h為普朗克常量。試借用質(zhì)子、電子等粒子動量的定義：動量=質(zhì)量×速度，推導(dǎo)該單色光光子的動量。

（2）光照射到物體表面時，如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣，將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會對物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”，用I表示。

一臺發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束某頻率的激光，光束的橫截面積為S。當(dāng)該激光束垂照射到某物體表面時，假設(shè)光全部被吸收，試寫出其在物體表面引起的光壓的表達(dá)式。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，木塊A,B靜止疊放在光滑水平面上,A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2m，現(xiàn)施水平力F拉B，A、B剛好不發(fā)生相對滑動，一起沿水平面運動。若改用水平力F拉A，使A，B也保持相對靜止，一起沿水平面運動，則F不得超過（ ）

A. 2F B. C. 3F D.

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【題目】如圖1所示為驗證機(jī)械能守恒定律的實驗裝置．現(xiàn)有器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重物、天平．

（1）為完成實驗，還需要的器材有_____．

A．米尺 B．0～6V直流電源

C．秒表 D．0～6V交流電源

（2）某同學(xué)用圖1所示裝置打出的一條紙帶如圖2所示，相鄰兩點之間的時間間隔為0.02s，根據(jù)紙帶計算出打下D點時重物的速度大小為_____m/s．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（3）采用重物下落的方法，根據(jù)公式mv2=mgh驗證機(jī)械能守恒定律，對實驗條件的要求是_____，為驗證和滿足此要求，所選擇的紙帶第1、2點間的距離應(yīng)接近_____．

（4）該同學(xué)根據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點的速度，作出v2﹣h圖象如圖3所示，則圖線斜率的物理意義是_____．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一等腰直角三角形OMN的腰長為2L，P點為ON的中點，三角形PMN內(nèi)存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場Ⅰ(磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知)，一粒子源置于P點，可以射出垂直于ON向上的不同速率、不同種類的帶正電的粒子.不計粒子的重力和粒子之間的相互作用.

(1)求線段PN上有粒子擊中區(qū)域的長度s；

(2)若三角形區(qū)域OMN的外部存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場Ⅱ，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B；三角形OMP區(qū)域內(nèi)存在著水平向左的勻強(qiáng)電場.某比荷為的粒子從P點射出后恰好沿水平向左方向穿過MN進(jìn)入磁場Ⅱ，然后從M點射出磁場Ⅱ進(jìn)入電場，又在電場力作用下通過P點.求；

①該粒子進(jìn)入磁場Ⅱ時的速率；

②電場的電場強(qiáng)度.

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