如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T,矩形線圈的匝數(shù)N=100,邊長(zhǎng)Lab=0.20m,Lbc=0.10m,以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從線圈平面通過中性面時(shí)開始計(jì)時(shí),試求:
(1)交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式;
(2)若線圈總電阻為2Ω,線圈外接電阻為8Ω,求出電流的瞬時(shí)值和電壓表讀數(shù);
(3)求外接電阻在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量
(4)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中,交變電動(dòng)勢(shì)的平均值及一個(gè)周期內(nèi)流過外接電阻的電量.
(1)線圈的角速度:
ω=2πn=2πrad/s=10πrad/s
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值:
Em=NBSω=100××(0.2×0.1)×10π=10V
故線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為:
e=Emsinωt=10sin10πt(V)
(2)根據(jù)歐姆定律,電流的瞬時(shí)值為:
i==sin10πt(A)
I==A
故電壓表讀數(shù)為:
U=IR=×8=4V
(3)根據(jù)焦耳定律得:
外接電阻在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量
Q=I2RT=×8×=0.8J
(4)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過π/2的過程中,交變電動(dòng)勢(shì)的平均值為:
==V
q=t=n=C
答:(1)交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=10sin10πt(V);
(2)電流的瞬時(shí)值為i=sin10πt(A),電壓表讀數(shù)為4V;
(3)外接電阻在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量是0.8J
(4)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中,交變電動(dòng)勢(shì)的平均值為V,一個(gè)周期內(nèi)流過外接電阻的電量是C.
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科目:高中物理 來源: 題型:
一彈簧振子的位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為y=0.1sin2.5πt,位移y的單位為m,時(shí)間t的單位為s.則( )
A.彈簧振子的振幅為0.2 m
B.彈簧振子的周期為0.8 s
C.在t=0.2 s時(shí),振子的運(yùn)動(dòng)速度為零
D.在任意0.2 s時(shí)間內(nèi),振子的位移均為0.1 m
E.在任意0.4 s時(shí)間,振子的路程為0.2 m
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科目:高中物理 來源: 題型:
勻強(qiáng)電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間距為2cm,兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)方向成60°角,將一電荷量為﹣2×10﹣5C的電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn),其電勢(shì)能增加了1×10﹣4J,則靜電力做的功為 J,A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 V,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 V/m.
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科目:高中物理 來源: 題型:
在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖1所示,產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖2所示,則( )
A. t=0.01s時(shí)線框的磁通量變化率為零
B. t=0.005s時(shí)線框平面與中性面重合
C. 線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311V
D. 線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為100Hz
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖6所示,兩足夠長(zhǎng)的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為d,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角θ=30°,導(dǎo)軌電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上.長(zhǎng)為d的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為r=R.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接一個(gè)燈泡,燈泡的電阻RL=R,重力加速度為g.現(xiàn)閉合開關(guān)S,給金屬棒施加一個(gè)方向垂直于桿且平行于導(dǎo)軌平面向上的、大小為F=mg的恒力,使金屬棒由靜止開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)金屬棒達(dá)到最大速度時(shí),燈泡恰能達(dá)到它的額定功率.下列說法正確的是( )
A. 燈泡的額定功率PL=
B. 金屬棒能達(dá)到的最大速度vm=
C. 金屬棒達(dá)到最大速度的一半時(shí)的加速度a=g
D. 若金屬棒上滑距離為L(zhǎng)時(shí)速度恰達(dá)到最大,金屬棒由靜止開始上滑4L的過程中,金屬棒上產(chǎn)生的電熱Qr=mgL﹣
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,在O點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的磁場(chǎng),銅環(huán)在A點(diǎn)由靜止釋放向右擺至最高點(diǎn)B,不考慮空氣阻力.則下列說法正確的是( )
A. A、B兩點(diǎn)在同一水平線上 B. A點(diǎn)高于B點(diǎn)
C. A點(diǎn)低于B點(diǎn) D. 銅環(huán)始終做等幅擺動(dòng)
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,在μ=0.1的水平面上向右運(yùn)動(dòng)的物體,質(zhì)量為20kg.在運(yùn)動(dòng)過程中,還受到一個(gè)水平向左的大小為10N的拉力F的作用,則物體受到的滑動(dòng)摩擦力為(g=10N/kg)( )
A. 10N,向右 B. 10N,向左 C. 20N,向右 D. 20N,向左
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科目:高中物理 來源: 題型:
一物體被從某一高處以10m/s的初速度豎直向上拋出,若空氣阻力不計(jì),則該物體從拋出到速度變?yōu)橄蛳碌?0m/s的過程中,其平均速度的大小是 m/s,通過的位移的大小是 m.
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