（12分）圖（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n =100匝、電阻r =10W，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R =" 90" Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。在t ＝0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量F隨時間t按圖15（乙）所示正弦規(guī)律變化。 求：

(1) 從1.57×10-2s到4.71×10-2s內(nèi)通過電阻R上的電量q。
(2)電路中交流電壓表的示數(shù)。
(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，外力所做的功W外。
（1）；（2）；（3）12.56J

試題分析：由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，平均電動勢   1分
平均電流     1分
流過R的電量   1分
聯(lián)立上式得：   1分
（2）線圈轉(zhuǎn)動的角速度   1分
感應(yīng)電動勢最大值 1分
由圖可知  1分
回路中的電流的有效值  1分
電壓表示數(shù)  1分
聯(lián)立上式得：       
  1分
（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，外力所做的功W外=Q總=I2(R+r)t=12.56J  2分
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，A、B為兩塊足夠大的相距為d的平行金屬板，接在電壓為U的電源上。在A板的中央P點放置一個電子發(fā)射源�？梢韵蚋鱾�方向釋放電子，射出的初速度為v，電子打在B板上的區(qū)域面積為S，(不計電子的重力)，試求電子的比荷

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖所示，坐標(biāo)空間中有場強為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，Y軸為兩種場的分界面，圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電粒子從電場中坐標(biāo)位置(-L，0)處，以初速度v0沿x軸正方向開始運動，且已知 L=mv02/Eq(重力不計)，試求：

使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中，磁場的寬度d 應(yīng)滿足的條件．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（16分）如圖所示，S粒子源能夠產(chǎn)生大量的質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（重力不計）。粒子從O1孔進(jìn)入一個水平方向的加速電場（初速不計），再經(jīng)小孔O2進(jìn)入相互正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度大小為E，磁感應(yīng)強度大小為B1，方向如圖。虛線PQ、MN之間存在著水平向右的勻強磁場，磁場范圍足夠大，磁感應(yīng)強度大小為B2。一塊折成直角的硬質(zhì)塑料片abc（不帶電，寬度、厚度都很小可以忽略不計）放置在PQ、MN之間，截面圖如圖，a、c兩點分別位于PQ、MN上，ab=bc=L，α= 45º。粒子能沿圖中虛線O2O3的延長線進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域。

⑴求加速電壓U1；
⑵假設(shè)粒子與硬質(zhì)塑料板相碰后，速度大小不變，方向變化遵守光的反射定律，那么粒子與塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么運動？
⑶粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運動的總時間t和總路程s分別是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(18分）圖所示為回旋加速器的示意圖。它由兩個鋁制D型金屬扁盒組成,兩個D形盒正中間開有一條狹縫，兩個D型盒處在勻強磁場中并接在高頻交變電源上。在D1盒中心A處有離子源，它產(chǎn)生并發(fā)出的a粒子,經(jīng)狹縫電壓加速后,進(jìn)入D2盒中。在磁場力的作用下運動半個圓周后，再次經(jīng)狹縫電壓加速。為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速，設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運動的周期一致。如此周而復(fù)始，速度越來越 大,運動半徑也越來越大,最后到達(dá)D型盒的邊緣，以最大速度被導(dǎo)出。已知a粒子電荷量為q,質(zhì)量為m，加速時電極間電壓大小恒為U,磁場的磁感應(yīng)強度為B,D型盒的半徑為R，設(shè) 狹 縫 很 窄,粒子通過狹縫的時間可以忽略不計，設(shè)α粒子從離子源發(fā)出時的初速度為零。（不計α粒子重力）求：

(1) α粒子第一次被加速后進(jìn)入D2盒中時的速度大��；
(2) α粒子被加速后獲得的最大動能Ek和交變電壓的頻率f；
(3)α粒子在第n次由D1盒進(jìn)入D2盒與緊接著第n+1次由D1盒進(jìn)入D2盒位置之間的距離Δx。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，現(xiàn)有一帶正電的粒子能夠在正交的勻強電場和勻強磁場中勻速直線穿過。設(shè)產(chǎn)生勻強電場的兩極板間電壓為U，板間距離為d，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，粒子帶電荷量為q，進(jìn)入速度為v(不計粒子的重力）。以下說法正確的是
A．勻速穿過時粒子速度v與U、d、B間的關(guān)系為
B．若只增大v，其他條件不變，則粒子仍能直線穿過
C．若只增大U，其他條件不變，則粒子仍能直線穿過
D．若保持兩板間電壓不變，只減小d，其他條件不變，粒子進(jìn)入兩板間后將向下偏

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，陰極射線管接通電源后，電子束由陰極沿x軸正方向射出，在熒光板上會看到一條亮線．要使熒光板上的亮線向z軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn)，可采用的方法是
A．加一沿y軸負(fù)方向的磁場B．加一沿z軸正方向的磁場
C．加一沿y軸正方向的電場D．加一沿z軸負(fù)方向的電場

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

在科學(xué)研究中，可以通過施加適當(dāng)?shù)碾妶龊痛艌鰜韺崿F(xiàn)對帶電粒子運動的控制。如圖所示的xOy平面處于勻強電場和勻強磁場中，電場強度E和磁感應(yīng)強度B隨時間t做周期性變化的圖象如圖所示。x 軸正方向為E的正方向，垂直紙面向里為B的正方向。在坐標(biāo)原點O有一粒子P，其質(zhì)量和電荷量分別為m和+q.不計重力。在t=時刻釋放P，它恰能沿一定軌道做往復(fù)運動。

（1）求P在磁場中運動時速度的大小v0；
（2）求B0應(yīng)滿足的關(guān)系；
（3）在t0（0＜t0＜）時刻釋放P，求P速度為零時的坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖所示，寬度為L的金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上端接有一個壓敏電阻元件，其阻值與其兩端所加電壓成正比，即R=kU，式中k為已知的常數(shù)．框架上有一質(zhì)量為m，離地高為h的金屬棒，金屬棒與框架始終接觸良好無摩擦，且保持水平，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向垂直于框架平面向里．今將金屬棒由靜止釋放，棒沿框架向下運動，不計金屬棒電阻，重力加速度為g．試求：

（1）金屬棒運動過程中，流過棒的電流大小和方向；
（2）金屬棒落到地面時的速度大��；
（3）金屬棒從釋放到落地過程中通過電子元件的電量．

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