如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.5 T,匝数为n=50匝的矩形线圈,绕垂直于匀强磁场的转轴OO′匀速转动,每匝线圈长为L=25 cm,宽为d=20 cm.线圈每分钟转动1 500转,在匀速转动过程中,从线圈平面经过图示位置时开始计时。
(1)写出感应电动势e的瞬时值表达式;
(2)若每匝线圈本身电阻r=0.02 Ω,外接一阻值为13 Ω的用电器,使线圈与外电路组成闭合电路,写出感应电流i的瞬时值表达式;
(3)若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时,感应电动势e′和感应电流i′的瞬时值表达式如何?
(1)线圈匝数n=50,磁场的磁感应强度B=0.5 T,
线圈转动的角速度
ω=2πf=2π× rad/s=50π rad/s(2分)
线圈的面积S=Ld=0.05 m2 (1分)
故Em=nBSω=50×0.5×0.05×50π V≈196 V(2分)
从图示位置计时,
有e=Emcos ωt=196cos (50πt) V (2分)
(2)若r=0.02 Ω,
则r′=50 r=0.02×50 Ω=1 Ω (1分)
R总=R+r′=13 Ω+1 Ω=14 Ω (1分)
Im== A=14 A(1分)
所以i=Imcos ωt=14cos (50πt) A (1分)
(3)若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时,即从中性面开始计时,感应电动势和感应电流的瞬时值表达式分别为e′=196sin (50π t) V(2分)
i′=14sin (50πt) A (1分)
(4)因为ω=50π
所以T==0.04 s,Em=196 V,Im=14 A(2分)
(1)(2)中的e-t、i-t图像分别如图甲、乙所示(2分)
甲
乙
科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示,一足够长的绝缘材料的光滑斜面与地面成θ角,其上端放有一块质量为m,带有负电荷q的金属块,整个装置放在垂直于纸面向外的匀强磁场中,其磁感应强度为B,那么金属块开始下滑时其加速度a=______,它沿斜面的最大速度为______。
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科目:高中物理 来源: 题型:
匀强磁场的磁感应强度B,边长的正方形线圈共匝,线圈总电阻为,线圈绕垂直于磁感线的轴以如图所示的角速度匀速转动,外电路电阻为R.
(1)从图示位置开始计时,写出转动过程中线圈所产生感应电动势随时间的变化关系式.
(2)将一交流电压表接在R两端,电压表示数为多少?
(3)外电路中电阻为R的功率为多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示,“13”形状的各处连通且粗细相同的细玻 璃管竖直放置在水平地面上,只有G端开口,与大气相通,水银面刚好与C平齐.AB=CD=L,BD=DE=,FG=.管内用水银封闭有两部分理想气体,气体1长度为L气体2长度为.现在仅对气体1缓慢加热,直到使BD管中的水银恰好降到D点,若已知大气压强P=76cmHg,环境温度始终 为t=27℃,L=76cm,求此时(计算结果保留三位有效数字)
①气体2的压强为多少厘米汞柱?
②气体1的温度需加热到多少摄氏度?
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的理想气体,容器横截面积为S,活塞质量为m,大气压强为p,重力加速度为g,活塞处于静止状态.现对容器缓缓加热使容器内的气体温度升高t℃,活塞无摩擦地缓慢向上移动了h,在此过程中气体吸收的热量为Q,问:
①被密封的气体对外界做了多少功?
②被密封的气体内能变化了多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示,带电平行金属板相距为2R,在两板间半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切。一质子(不计重力)沿两板间中心线O1O2从左侧O1点以某一速度射入,沿直线通过圆形磁场区域,然后恰好从极板边缘飞出,在极板间运动时间为t0。若仅撤去磁场,质子仍从O1点以相同速度射入,经时间打到极板上。求:
(1)求两极板间电压U;
(2)求质子从极板间飞出时的速度大小;
(3)若两极板不带电,保持磁场不变,质子仍沿中心线O1 O2从O1点射入,欲使质子从两板左侧间飞出,射入的速度应满足什么条件?
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下列说法正确的是:( )
A. 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态 B. 做匀速圆周运动的物体所受的合外力是恒力
C. 做匀速圆周运动的物体的速度恒定 D. 做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定
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科目:高中物理 来源: 题型:
一个物体置于光滑的水平面上,受到6N水平拉力作用从静止出发,经2s,速度增加到24m/s。(g取10m/s2)求:(1)物体的质量是多大?(4分)
(2)若改用同样大小的力竖直向上提升这个物体,它的加速度多大?(5分)
(3)物体在这个竖直向上的力的作用下速度由零增大到4m/s的过程中,物体上升的高度多大?(5分)
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