(15 分)某興趣小組設(shè)計了一種發(fā)電裝置,如圖所示. 在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為,磁場均沿半徑方向. 匝數(shù)為N 的矩形線圈abcd 的邊長ab =cd =、bc =ad =2. 線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動,bc和ad 邊同時進入磁場. 在磁場中,兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強度大小均為B、方向始終與兩邊的運動方向垂直. 線圈的總電阻為r,外接電阻為R. 求:

(1)線圈切割磁感線時,感應(yīng)電動勢的大小Em;

(2)線圈切割磁感線時,bc 邊所受安培力的大小F;

(3)外接電阻上電流的有效值I.

 

【答案】

(1) (2) (3)

【解析】(1)bc、ad 邊的運動速度   感應(yīng)電動勢  解得

(2)電流  安培力  解得

(3)一個周期內(nèi),通電時間

R 上消耗的電能 且

解得

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?海淀區(qū)一模）（1）“探究動能定理”的實驗裝置如圖所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0．當用4條、6條、8條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次…實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0…，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出．關(guān)于該實驗，下列說法正確的是
AC
AC

    A．某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點，兩端密、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太�。�
    B．當小車速度達到最大時，橡皮筋處于伸長狀態(tài)，小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處
    C．應(yīng)選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的最大速度
    D．應(yīng)選擇紙帶上第一點到最后一點的一段計算小車的最大速度．
（2）某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實驗前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝
v
．他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器（用來測量物體每次通過Q點的速度）．在剛開始實驗時，有位同學提出，不需要測出物體質(zhì)量，只要測出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了，大家經(jīng)過討論采納了該同學的建議．

①請你簡要說明為什么不需要測出物體的質(zhì)量？
②讓小球分別從不同高度無初速釋放，測出物體初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4…，讀出小球每次通過Q點的速度v1、v2、v3、v4、…，并繪制了如圖乙所示的L-v圖象．若為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)怎么做？
（3）某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：
①用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖，由圖可知其長度為
50.15
50.15
mm；
②用螺旋測微器測量其直徑如右上圖，由圖可知其直徑為
4.700
4.700
mm；
③用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值約為
220
220
Ω．
④該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：
待測圓柱體電阻R
電流表A1（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）
電流表A2（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）
直流電源E（電動勢4V，內(nèi)阻不計）
滑動變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）
滑動變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）
開關(guān)S
導線若干
為使實驗誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析，請在右框中畫出測量的電路圖，并標明所用器材的代號．
⑤若該同學用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等，由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ=
7.6×10-2
7.6×10-2
Ω?m．（保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（08年山東卷）24.(15分)某興趣小組設(shè)計了如圖所示的玩具軌道，其中“2008”四個等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)(所有數(shù)字均由圓或半圓組成，圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多)，底端與水平地面相切。彈射裝置將一個小物體(可視為質(zhì)點)以Va=5m/s的水平初速度由a點彈出，從b點進入軌道，依次經(jīng)過“8002”后從p點水平拋出。小物體與地面ab段間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，不計其它機械能損失。已知ab段長L=l.5m,數(shù)字“0”的半徑R=0.2m，小物體質(zhì)量m=0.0lkg，g=10m／s2。求：

(1)小物體從p點拋出后的水平射程。

(2)小物體經(jīng)過數(shù)字“0”的最高點時管道對小物體作用力的大小和方向。

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科目：高中物理 來源： 題型：

（08年山東卷）(15分)某興趣小組設(shè)計了如圖所示的玩具軌道，其中“2008”四個等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)(所有數(shù)字均由圓或半圓組成，圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多)，底端與水平地面相切。彈射裝置將一個小物體(可視為質(zhì)點)以Va=5m/s的水平初速度由a點彈出，從b點進入軌道，依次經(jīng)過“8002”后從p點水平拋出。小物體與地面ab段間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，不計其它機械能損失。已知ab段長L=l.5m,數(shù)字“0”的半徑R=0.2m，小物體質(zhì)量m=0.0lkg，g=10m／s2。求：

(1)小物體從p點拋出后的水平射程。

(2)小物體經(jīng)過數(shù)字“0”的最高點時管道對小物體作用力的大小和方向。

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科目：高中物理 來源：2011屆廣東省中山市實驗高中高三12月月考（理綜）物理部分 題型：實驗題

（Ⅰ）(8分)某物理興趣小組在一次探究實驗活動中，要測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．實驗裝置如圖所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，右端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其左端與穿過電磁打點計時器的紙帶相連，右端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接．打點計時器使用的交流電源頻率為50 Hz．開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速直線運動，在紙帶上打出一系列點．


（1）上圖給出的是實驗中獲取紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，用刻度尺測量出計數(shù)點間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可以計算出：點“2”的瞬時速度=            加速度=                    （保留三位有效數(shù)字）．
（2）為了測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)，該小組用天平測出了滑塊的質(zhì)量，托盤和砝碼的總質(zhì)量。若用托盤和砝碼的總重力來代替細繩對滑塊的拉力，則滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)＝                    （用g、a、、等字母表示）．與真實值相比，測量的動摩擦因數(shù)              （填“偏大”或“偏小”）．
（Ⅱ）.(10分)用伏安法測量一個阻值約為20Ω的未知電阻Rx的阻值．
①在以下備選器材中，電流表應(yīng)選用_____，電壓表應(yīng)選用______，滑動變阻器應(yīng)選用_______（填寫器材的字母代號）；

電源E（電動勢3V、內(nèi)阻可忽略不計）
電流表A1（量程0 ～ 50 mA，內(nèi)阻約12 Ω）
電流表A2（量程0 ～ 3 A，內(nèi)阻約0.12 Ω）
電壓表V1（量程0 ～ 3V，內(nèi)阻約3 kΩ）
電壓表V2（量程0 ～ 15V，內(nèi)阻約15 kΩ）
滑動變阻器R1（0 ～ 10 Ω，允許最大電流2.0 A）
滑動變阻器R2（0 ～ 1000 Ω，允許最大電流0.5 A）
定值電阻R（30 Ω，允許最大電流1.0 A），開關(guān)、導線若干
② 請在右邊的虛線框中畫出測量電阻Rx的實驗電路圖（要求所測量值的變化范圍盡可能大一些，所用器材用對應(yīng)的符號標出）．
③ 某次測量中，電壓表讀數(shù)為U時，電流表讀數(shù)為I，則計算待測電阻阻值的表達式Rx =                               

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科目：高中物理 來源：2011年北京市海淀區(qū)高考物理一模反饋試卷（解析版） 題型：解答題

（1）“探究動能定理”的實驗裝置如圖所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W．當用4條、6條、8條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次…實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W、3W、4W…，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出．關(guān)于該實驗，下列說法正確的是______
    A．某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點，兩端密、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太�。�
    B．當小車速度達到最大時，橡皮筋處于伸長狀態(tài)，小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處
    C．應(yīng)選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的最大速度
    D．應(yīng)選擇紙帶上第一點到最后一點的一段計算小車的最大速度．
（2）某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實驗前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝．他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器（用來測量物體每次通過Q點的速度）．在剛開始實驗時，有位同學提出，不需要測出物體質(zhì)量，只要測出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了，大家經(jīng)過討論采納了該同學的建議．

①請你簡要說明為什么不需要測出物體的質(zhì)量？
②讓小球分別從不同高度無初速釋放，測出物體初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4…，讀出小球每次通過Q點的速度v1、v2、v3、v4、…，并繪制了如圖乙所示的L-v圖象．若為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)怎么做？
（3）某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：
①用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖，由圖可知其長度為______mm；
②用螺旋測微器測量其直徑如右上圖，由圖可知其直徑為______mm；
③用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值約為______Ω．
④該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：
待測圓柱體電阻R
電流表A1（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）
電流表A2（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）
直流電源E（電動勢4V，內(nèi)阻不計）
滑動變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）
滑動變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）
開關(guān)S
導線若干
為使實驗誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析，請在右框中畫出測量的電路圖，并標明所用器材的代號．
⑤若該同學用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等，由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ=______Ω?m．（保留2位有效數(shù)字）

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