【題目】如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，裝置中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場可近似為勻強(qiáng)磁場，發(fā)電機(jī)的矩形線圈abcd在磁場中可繞過bc邊和ad邊中點(diǎn)且垂直于磁場方向的水平軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。為了便于觀察，圖中發(fā)電機(jī)的線圈只畫出了其中的1匝，用以說明線圈兩端的連接情況。線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中可以通過滑環(huán)和電刷保持其兩端與外電路的定值電阻R連接。已知矩形線圈ab邊和cd邊的長度L1=50cm，bc邊和ad邊的長度L2=20cm，匝數(shù)n=100匝，線圈的總電阻r=5.0Ω，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=282rad/s，外電路的定值電阻R=45Ω，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.05T。電流表和電壓表均為理想電表，滑環(huán)與電刷之間的摩擦及空氣阻力均可忽略不計(jì)，計(jì)算中取π=3.14，=1.41。求：

(1)請推導(dǎo)出線圈在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢最大值Em的表達(dá)式（用題中已知物理量的符號(hào)表示），并求出此最大值Em；

(2)求線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電流表的示數(shù)I；

(3)線圈從圖示位置開始轉(zhuǎn)過30°時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢e。

【答案】(1)；；(2)2A；(3)70.5V

【解析】

(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)線框轉(zhuǎn)動(dòng)到垂直中性面位置時(shí)，線速度與磁感線垂直，切割速度最大，此時(shí)電動(dòng)勢最大；邊（或）邊一根導(dǎo)線切割磁感線所產(chǎn)生的電動(dòng)勢

對于匝線圈，邊與邊構(gòu)成的電源串聯(lián)一起切割磁感線，則有

代入數(shù)據(jù)解得

(2)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，電流表的示數(shù)為有效值，則有

則可得，電流表的示數(shù)為

(3)線圈從圖示位置開始轉(zhuǎn)過時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，把傾角為30°的粗糙斜面體放置于粗糙水平地面上，物塊A通過跨過光滑定滑輪的柔軟輕繩與小球B連接，O點(diǎn)為輕繩與定滑輪的接觸點(diǎn)，初始時(shí)，小球B在水平向有的拉力F作用下，使輕繩段與水平拉力F的夾角為，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將段輕繩保持方向不變，逐漸減小至30°的過程中，斜面體與A物塊均保持靜止，A物塊質(zhì)量為2m，小球B質(zhì)量為m，則下列說法正確的是（ ）

A.物塊A所受摩擦力一直變小

B.作用在B上的拉力最小為

C.地面對斜面體的摩擦力最大為

D.輕繩拉力先變大后變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，帶等量異種電荷的兩平行金屬板豎直放置（M板帶正電，N板帶負(fù)電），板間距為d=80cm，板長為L，板間電壓為U=100V。兩極板上邊緣連線的中點(diǎn)處有一用水平輕質(zhì)絕緣細(xì)線拴接的完全相同的小球A和B組成的裝置Q，在外力作用下Q處于靜止?fàn)顟B(tài)，該裝置中兩球之間有一處于壓縮狀態(tài)的絕緣輕質(zhì)小彈簧（球與彈簧不拴接），左邊A球帶正電，電荷量為q=4×10-5C，右邊B球不帶電，兩球質(zhì)量均為m=1.0×10-3kg，某時(shí)刻裝置Q中細(xì)線突然斷裂，A、B兩球立即同時(shí)獲得大小相等、方向相反的速度（彈簧恢復(fù)原長）。若A、B之間彈簧被壓縮時(shí)所具有的彈性能為1.0×10-3J，小球A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，Q裝置中彈簧的長度不計(jì)，小球帶電不影響板間勻強(qiáng)電場，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2。

求：(1)為使小球不與金屬板相碰，金屬板長度L應(yīng)滿足什么條件？

(2)當(dāng)小球B飛離電場恰好不與金屬板相碰時(shí)，小球A飛離電場時(shí)的動(dòng)能是多大？

(3)從兩小球彈開進(jìn)入電場開始，到兩小球間水平距離為30cm時(shí)，小球A的電勢能增加了多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，圓柱形氣缸豎直放置，質(zhì)量m＝3.0kg，橫截面積S＝1.0×10﹣3m2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸壁封閉良好，不計(jì)摩擦，不計(jì)活塞和氣缸的厚度。開始時(shí)活塞距氣缸底距離h1＝0.50m，此時(shí)溫度T1＝300K．給氣缸緩慢加熱至T2，活塞上升到距離氣缸底h2＝0.80m處，同時(shí)缸內(nèi)氣體內(nèi)能增加250J，已知外界大氣壓P0＝1.0×105Pa，取g＝10m/s2．求：

①缸內(nèi)氣體加熱后的溫度T2；

②此過程中缸內(nèi)氣體吸收的熱量Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】氣象研究小組用如圖所示的簡易裝置測定水平風(fēng)速.在水平地面上豎直固定一直桿,半徑為R、質(zhì)量為m的薄空心塑料球用細(xì)線懸于桿頂端O,當(dāng)水平風(fēng)吹來時(shí),球在風(fēng)力的作用下飄起來.已知風(fēng)力大小正比于風(fēng)速和球正對風(fēng)的截面積,當(dāng)風(fēng)速v0=3 m/s時(shí),測得球平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ=30°.下列說法正確的是(　　)

A. 當(dāng)θ=60°時(shí),風(fēng)速v=6 m/s

B. 當(dāng)風(fēng)速增大到某一值時(shí),θ可能等于90°

C. 若風(fēng)速不變,換用半徑變大、質(zhì)量不變的球,則θ不變

D. 若風(fēng)速不變,換用半徑相等、質(zhì)量變大的球,則θ減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某小組利用圖（a）所示的電路，研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關(guān)系，圖中V1和V2為理想電壓表；R為滑動(dòng)變阻器，R0為定值電阻（阻值100Ω）；S為開關(guān)，E為電源。實(shí)驗(yàn)中二極管置于控溫爐內(nèi)，控溫爐內(nèi)的溫度t由溫度計(jì)（圖中未畫出）測出。圖（b）是該小組在恒定電流為50.0μA時(shí)得到的某硅二極管U-t關(guān)系曲線�；卮鹣铝袉栴}：

（1）實(shí)驗(yàn)中，為保證流過二極管的電流為50.0μA，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電壓表V1的示數(shù)為U1=____mV（保留三位有效數(shù)字）；根據(jù)圖（b）可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t升高時(shí)，硅二極管正向電阻_____（填“變大”或“變小”），電壓表V1示數(shù)_____（填“增大”或“減小”），此時(shí)應(yīng)將R的滑片向_____（填“A”或“B”）端移動(dòng)，以使V1示數(shù)仍為U1。

（2）圖（b）可以看出U與t成線性關(guān)系，硅二極管可以作為測溫傳感器，該硅二極管的測溫靈敏度為=_____（保留2位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，滑板運(yùn)動(dòng)員以速度v0從距離地面高度為h的平臺(tái)末端水平飛出，落在水平地面上．運(yùn)動(dòng)員和滑板均可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力的影響．下列說法中正確的是（　　）

A. h一定時(shí)，v0越大，運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長

B. h一定時(shí)，v0越大，運(yùn)動(dòng)員落地瞬間速度越大

C. 運(yùn)動(dòng)員落地瞬間速度與高度h無關(guān)

D. 運(yùn)動(dòng)員落地位置與v0大小無關(guān)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（單選）帶電粒子僅在電場力作用下，從電場中a點(diǎn)以初速度v0進(jìn)入電場并沿虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，如圖所示，實(shí)線是電場線，關(guān)于粒子，下列說法正確的是（　�。�

A. 在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度

B. 在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能

C. 在a點(diǎn)的速度小于在B點(diǎn)的速度

D. 電場中a點(diǎn)的電勢一定比b點(diǎn)的電勢高

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量m1＝0.3 kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長L＝1.5 m，現(xiàn)有質(zhì)量m2＝0.2 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以水平向右的速度v0＝2 m/s從左端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對靜止。物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，取g＝10 m/s2，求：

(1)物塊與小車共同速度大�。�

(2)有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)小車的加速度a及物塊在車面上滑行的時(shí)間t；

(3)物塊相對于小車滑行的位移x。

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