【題目】如圖甲所示，發(fā)光竹蜻蜓是一種常見的兒童玩具，它在飛起時能夠持續(xù)發(fā)光．某同學對竹蜻蜓的電路作如下簡化：如圖乙所示，半徑為L的導電圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面、通過圓心O的金屬軸O1O2以角速度ω逆時針勻速轉(zhuǎn)動(俯視)．圓環(huán)上接有電阻均為r的三根金屬輻條OP、OQ、OR，輻條互成120°角．在圓環(huán)左半部分張角也為120°角的范圍內(nèi)(兩條虛線之間)分布著垂直圓環(huán)平面向下磁感應強度為B的勻強磁場，在轉(zhuǎn)軸O1O2與圓環(huán)的邊緣之間通過電刷M、N與一個LED燈相連(假設LED燈電阻為r)．其他電阻不計，從輻條OP進入磁場開始計時．

(1)在輻條OP轉(zhuǎn)過120°的過程中，輻條OP兩端的電勢哪端高？OP兩端電壓U是多大？

(2)求OP轉(zhuǎn)過120°的過程中通過LED燈的電流和整個裝置消耗的電能；

(3)為使LED燈發(fā)光時更亮，在裝置設計上可采取哪些改進措施？(請寫出兩條措施)

【答案】(1)O端　BL2ω　(2) 　(3)見解析

【解析】(1)輻條OP的O端電勢高

輻條OP進入磁場勻速轉(zhuǎn)動時有E＝BL

則

(2)流過LED燈的電流是

整個裝置消耗的電能

(3)增大角速度、增大磁感應強度、增加導電圓環(huán)的直徑和輻條的長度、減小輻條的電阻和LED燈的電阻．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的裝置為在摩擦力不計的水平桌面上放一質(zhì)量為m乙=5kg的盒子乙，乙內(nèi)放置一質(zhì)量為m丙=1kg的滑塊丙，用一質(zhì)量不計的細繩跨過光滑的定滑輪將一質(zhì)量為m甲=2kg的物塊甲與乙相連接，其中連接乙的細繩與水平桌面平行．現(xiàn)由靜止釋放物塊甲，在以后的運動過程中，盒子乙與滑塊丙之間沒有相對運動，假設整個運動過程中盒子始終沒有離開過水平桌面，重力加速度g=10m/s2，則（　　）

A. 細繩對盒子的拉力大小為20N

B. 盒子的加速度大小為2.5m/s2

C. 盒子對滑塊丙的摩擦力大小為2.5N

D. 定滑輪受到細繩的作用力為30N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為研究決定平行板電容器電容因素的實驗裝置。兩塊相互靠近的等大正對平行金屬平板M、N組成電容器，板N固定在絕緣座上并通過導線與靜電計中心桿相接，板M和靜電計的金屬殼都通過導線接地，板M上裝有絕緣手柄，可以執(zhí)手柄控制板M的位置。給電容器充上一定的電荷，靜電計指針張開一定角度。若僅將兩極板間的距離增大，則靜電計指針的偏角將_________（選填“變大”、“不變”或“變小”）；若僅將M沿平行板面方向移動一段距離以減小兩極板間的正對面積，則靜電計指針的偏角將_________（選填“變大”、“不變”或“變小”）；若在兩板板間插入云母片，且保持其他條件不變，則靜電計指針的偏角將_________（選填“變大”、“不變”或“變小”）；若在兩極板間插入一塊不與兩板接觸的厚金屬板P，且保持其他條件不變，則靜電計指針偏角將_________（選填“變大”、“不變”或“變小”），插入后金屬板P內(nèi)部的電場強度大小為_________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】我校高一課外活動小組自制一枚水火箭，設水火箭發(fā)射后始終在豎直方向上運動．在水火箭向下噴水過程中，水火箭可認為做勻加速直線運動．水火箭從地面靜止出發(fā)經(jīng)過4 s到達離地面高40 m處時水恰好噴完，接著水火箭向上做勻減速運動，最后落回到地面．設水火箭噴完水后的加速度大小為g=10 m/s2，求：

（1）水火箭加速時的加速度;

（2）恰好噴完水時水火箭的速度；

（3）水火箭上升離地面的最大高度；

（4）水火箭從發(fā)射到殘骸落回到地面過程的總時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m的小環(huán)套在置于豎直面內(nèi)半徑為R的光滑大圓環(huán)上，并能沿大圓環(huán)自由滑動．當大圓環(huán)繞一個穿過其中心的豎直軸以角速度ω轉(zhuǎn)動，小環(huán)相對大圓環(huán)靜止時（　　）

A. 小環(huán)做圓周運動的向心加速度可能等于ω2R

B. 大圓環(huán)對小環(huán)的作用力可能小于mg

C. 小環(huán)做圓周運動的向心力可能等于mg

D. 小環(huán)所處的位置距離大圓環(huán)最低點的高度不可能大于R

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的單匝純電阻矩形線圈的周期為T,轉(zhuǎn)軸垂直于磁場方向,線圈電阻為1 .從線圈平面與磁場方向平行時開始計時,線圈轉(zhuǎn)過60°時的感應電流為1A.下列說法正確的是()

A. 線圈消耗的電功率為1W

B. 線圈中感應電流的有效值為2A

C. 任意時刻穿過線圈的磁通量為sint

D. 任意時刻穿過線圈中的感應電動勢為cost

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，a為放在赤道上相對地球靜止的物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星（軌道半徑近似等于地球半徑），c為地球的同步衛(wèi)星，以下關于a、b、c的說法中正確的是（　�。�

A. a、b、c的角速度大小關系為ωa=ωb＞ωc

B. a、b、c的向心加速度大小關系為ab＞ac＞aa

C. a、b、c的線速度大小關系為va=vb＞vc

D. a、b、c的周期關系為Ta=Tc＜Tb

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在做“練習使用打點計時器”的實驗時．圖中是某次實驗的紙帶，舍去前面比較密的點，從0點開始，每5個連續(xù)點取1個計數(shù)點，標以1、2、3…那么相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為________s，各計數(shù)點與0計數(shù)點之間的距離依次為x1＝3.0 cm、x2＝7.5 cm、x3＝13.5 cm，則物體通過1計數(shù)點的速度v1＝________m/s，通過2計數(shù)點的速度v2＝________m/s，運動的加速度為________m/s2.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示軌道CDGH位于豎直平面內(nèi),其中圓弧段DG與水平段CD及傾斜段GH分別相切于D點和G點,圓弧段和傾斜段均光滑,在H處固定一垂直于軌道的絕緣擋板,整個軌道絕緣且處于水平向右的勻強電場中。一帶電物塊由C處靜止釋放,經(jīng)擋板碰撞后滑回CD段中點P處時速度恰好為零。已知物塊的質(zhì)量m=4×103kg,所帶的電荷量q=+3×106C;電場強度E=1×104N/C;CD段的長度L=0.8m,圓弧DG的半徑r=0.2m,GH段與水平面的夾角為θ,且sinθ=0.6,cosθ=0.8;不計物塊與擋板碰撞時的動能損失,物塊可視為質(zhì)點,重力加速度g取10m/s2.

(1)求物塊與軌道CD段的動摩擦因數(shù)；

(2)求物塊第一次碰撞擋板時的動能Ek；

(3)分析說明物塊在軌道CD段運動的總路程能否達到2.6m.若能,求物塊在軌道CD段運動2.6m路程時的動能;若不能,求物塊碰撞擋板時的最小動能。

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