(08年韶關(guān)市模擬)(18分)如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種振動發(fā)電裝置的示意圖,一個(gè)半徑r=0.10m、匝數(shù)n=20的線圈套在永久磁鐵槽中,磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示).在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為B=0.20T,線圈的電阻為R1=0.50Ω,它的引出線接有R2=9.5Ω的小電珠L.外力推動線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動,便有電流通過電珠.當(dāng)線圈向右的位移x隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(shí)(x取向右為正).求:

(1)線圈運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E的大;

(2)線圈運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的大小,并在圖丁中畫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象,至少畫出0~0.4s的圖象(在圖甲中取電流由C向上通過電珠LD為正);

(3)每一次推動線圈運(yùn)動過程中作用力F的大;

(4)該發(fā)電機(jī)的輸出功率P

 

   

 

     解析

(1)從圖可以看出,線圈往返的每次運(yùn)動都是勻速直線運(yùn)動,其速度為

 

      (2分)

 

線圈做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

 

       (2分)

 

(2)感應(yīng)電流          (2分) 

 

作圖(3分)

 

 

 

 

根據(jù)右手定則可得,當(dāng)線圈沿x正方向運(yùn)動時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流在圖(a)中是由D向下經(jīng)過電珠L流向C的.于是可得到如答圖7所示的電流隨時(shí)間變化的圖象.           (3分)

 

(3)由于線圈每次運(yùn)動都是勻速直線運(yùn)動,所以每次運(yùn)動過程中推力必須等于安培力.

 

    (3分)

 

(4)發(fā)電機(jī)的輸出功率即燈的電功率

 

        (3分)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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(08年韶關(guān)市模擬)(12分)如圖所示,長L的輕繩系一個(gè)質(zhì)量為m的小球,某同學(xué)抓住輕繩上O點(diǎn)使小球在水平面內(nèi)做角速度ω的圓錐擺運(yùn)動,求:

① 懸線與豎直方向的夾角θ;

② 若懸點(diǎn)O離地高OO'=H(H>L),在某一時(shí)刻懸線突然斷了,則m的落地點(diǎn)離O'的距離.

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(08年韶關(guān)市模擬)(16分)在地球表面附近發(fā)射衛(wèi)星,當(dāng)衛(wèi)星的速度超過某一速度時(shí),衛(wèi)星就會脫離地球的引力,不再繞地球運(yùn)行,這個(gè)速度叫做第二宇宙速度.規(guī)定物體在無限遠(yuǎn)處萬有引力勢能EP=0,則物體的萬有引力勢能可表示為,r為物體離地心的距離.設(shè)地球半徑為r0,地球表面重力加速度為g0,忽略空氣阻力的影響,試根據(jù)所學(xué)的知識,推導(dǎo)第二宇宙速度的表達(dá)式(用r0、 g0表示).

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(08年韶關(guān)市模擬)(18分)在光滑絕緣的水平面上方,有一足夠大的空間,此空間同時(shí)存在電場強(qiáng)度為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.在水平面上沿電場線方向放有兩個(gè)靜止的小球A和B(均可看成質(zhì)點(diǎn)),兩小球的質(zhì)量均為m ,A球帶電荷量+q ,B球不帶電,開始時(shí)兩球相距L.現(xiàn)釋放兩球,A球開始運(yùn)動,當(dāng)A、B碰撞時(shí)(碰撞時(shí)間可忽略),A、B兩球的總動能無損失,且A、B兩球間無電荷轉(zhuǎn)移.不考慮空氣阻力,求:

(1)如果 A球與B球能夠發(fā)生碰撞,從釋放兩球至兩球發(fā)生第一次碰撞需要多長時(shí)間?第一次碰撞后A、B兩球的速度各為多大?

(2)設(shè)q=2×10-5C,E=1×104N/C,m=0.1kg,B=50T,L=1cm,取g=10m/s2,各次碰撞時(shí)相鄰兩次碰撞的時(shí)間間隔分別是多少?A、B兩球最多能相碰幾次?

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(08年韶關(guān)市模擬)(12分)為了測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻,實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了下列器材供選用:

A.待測干電池一節(jié)

B.直流電流表(量程0 ~ 0.6 ~ 3 A,0.6 A擋內(nèi)阻為0.1Ω,3 A擋內(nèi)阻為0.02Ω)

C.直流電壓表(量程0 ~ 3 ~ 15 V,3 V擋內(nèi)阻為5 kΩ,15 V擋內(nèi)阻為25 kΩ)

D.滑動變阻器(阻值范圍為0 ~ 15Ω,允許最大電流為1A)

E.滑動變阻器(阻值范圍為0 ~ 1000Ω,允許最大電流為0.2 A)

F.開關(guān)

G.導(dǎo)線若干

(1)在圖(甲)中將所選器材,進(jìn)行實(shí)物連線,其中滑動變阻器選       (填代號),要求盡可能減少實(shí)驗(yàn)的誤差.

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄,畫出的U―I圖線如圖(乙)所示,從中可求出待測干電池的電動勢為        V,內(nèi)電阻為        Ω.

   

   

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