如圖所示,匝數(shù)為N1的原線圈和匝數(shù)為N2的副線圈繞在同一閉合的鐵芯上,兩線圈的電阻不計(jì),組成一理想變壓器,副線圈兩端與一阻值為R電阻相聯(lián),原線圈兩端與平行金屬導(dǎo)軌相聯(lián),道軌之間距離為l,其電阻可不計(jì)。在虛線的左側(cè)存在方向與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。pq是一質(zhì)量為m電阻為r且和導(dǎo)軌垂直放置的金屬桿,它可在導(dǎo)軌上沿與導(dǎo)軌平行的方向無摩擦地滑動(dòng)。假設(shè)在任何同一時(shí)刻通過每一匝線圈的磁通量都相同。現(xiàn)于t=0時(shí)開始對(duì)導(dǎo)體棒施加一外力,使導(dǎo)體棒從靜止出發(fā)以恒定的加速度a向左做勻加速運(yùn)動(dòng),不考慮連接導(dǎo)線的自感,若已知在某時(shí)刻t時(shí)原線圈中電流強(qiáng)度為I1。試求:

(1) t時(shí)刻外力的功率P1。

(2) t時(shí)刻電阻R上消耗的功率。

(3)變壓器中磁場能增量隨時(shí)間變化率。

(4)金屬桿動(dòng)能增量隨時(shí)間變化率。


解答:(1)令t時(shí)刻作用在金屬棒上作用力為F,根據(jù)牛頓第二定律得:

                   ①   (2分) 

外力的功率P1滿足:

                  ②    (1分)

                   ③     (1分)

由①-③解得:。(1分)

(2)原線圈兩端電壓U1滿足:

                    ④  (2分)

副線圈兩端電壓U2滿足:

              ⑤   (2分)

電阻R上消耗功率PR滿足:

               ⑥   (2分)

由④-⑥解得⑦   (1分) 

(3)變壓器原線圈上輸入功率為P1為:

            ⑧   (2分)

變壓器中磁場能增量隨時(shí)間變化率為:

             ⑨ (2分)   

由⑧⑨解得:。(1分) 

(4)金屬桿動(dòng)能增量隨時(shí)間變化率為:

            -I12r⑩  (2分) 

由⑩解得:。(1分)

   


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:


右圖為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)示意圖,光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為單色光,然后通過單縫和雙縫,在光屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。若要使干涉條紋的間距變大,在保證其他條件不變的情況下,可以   

A.將光屏移近雙縫

B.更換濾光片,改用波長更長的單色光

C.增大雙縫的間距

D.將光源向雙縫移動(dòng)一小段距離

 


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如圖所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一豎直的墻壁。重物質(zhì)量為木板質(zhì)量的兩倍,重物與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為µ 。使木板與重物以共同的速度v0向右運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻木板與墻發(fā)生彈性碰撞,碰撞時(shí)間極短。求木板從第一次與墻壁碰撞到再次與重物速度相同時(shí),木板右端離墻壁的距離。

 


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科目:高中物理 來源: 題型:


下列說法正確的是_____(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分:每錯(cuò)選一個(gè)扣3分,最低得分為O分)

    A.每種元素都有自己的特征譜線,利用特征譜線司以鑒別物質(zhì)或確定物質(zhì)的組成成分。

    B.天然放射現(xiàn)象放出的粒子是質(zhì)子向中子轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的

    C.盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

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如圖所示,在游樂節(jié)目中,選手需要借助懸掛在高處的繩子飛越對(duì)面的高臺(tái)上。 一質(zhì)量m的選手腳穿輪滑鞋以v0的水平速度在水平地面M上抓住豎直的繩開始擺動(dòng),選手可看作質(zhì)點(diǎn),繩子的懸掛點(diǎn)到選手的距離L,當(dāng)繩擺到與豎直方向夾角θ時(shí),選手放開繩子,選手放開繩子后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),剛好可以水平運(yùn)動(dòng)到水平傳送帶A點(diǎn),.不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量.取重力加速度g。下列說法中正確的是(    )

A.選手?jǐn)[動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒,放手后機(jī)械能守恒

B. 選手放手時(shí)速度大小為

C.可以求出水平傳送帶A點(diǎn)相對(duì)水平面M的高度

D.可以求出選手到達(dá)水平傳送帶A點(diǎn)時(shí)速度大小

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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示,在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中,將兩個(gè)帶正電的試探. 電荷q1、q2 分別置于A,B兩點(diǎn),實(shí)線為電場線。取無窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)面,忽略q1、q2之間的相互作用,若將q1、q2移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)的過程中克服電場力做的功相等,則下列說法正確的是

  A. A,B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度可能相等  B. A點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì)

  C. q1的電荷量小于q2的電荷量   D. q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能

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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖甲所示,足夠長的光滑導(dǎo)軌傾角為300,間距L=1 m,電阻不計(jì),恒定的非勻強(qiáng)磁場方向垂直于斜面向下,電阻R=1,導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m=0. 25 kg,其電阻r=1 ,垂直于導(dǎo)軌放置,F(xiàn)導(dǎo)體棒ab從磁場上邊界由靜止下滑,測得導(dǎo)體棒所到達(dá)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與導(dǎo)體棒在該位置速度之間的關(guān)系如圖乙所示。(g取l0m/s2

(1)求導(dǎo)體棒下滑2s時(shí)的速度和位移;

(2)求導(dǎo)體棒下滑2s內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目:高中物理 來源: 題型:


“用油膜法估測分子大小”的實(shí)驗(yàn)中,為了估測油酸分子的直徑,把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,需要測量的量有

A.油酸的密度                                B.純油酸的體積

C.純油酸在水面上形成油膜的面積              D.油酸溶液的質(zhì)量

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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示,有n個(gè)相同的質(zhì)點(diǎn)靜止在光滑水平面上的同一直線上,相鄰的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離都是1m,在某時(shí)刻給第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)一個(gè)初速度,依次與第二個(gè)、第三個(gè)…質(zhì)點(diǎn)相碰,且每次碰后相碰的質(zhì)點(diǎn)都粘在一起運(yùn)動(dòng),求從第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到與第n個(gè)質(zhì)點(diǎn)相碰所經(jīng)歷的時(shí)間.

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