【题目】图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图17(乙)所示正弦规律变化.求:
(1)交流发电机产生的电动势的最大值;
(2)写出感应电流随时间变化的函数表达式;
(3)交流电压表的示数;
(4)线圈从图示位置转动90°过程中通过电阻R的电量.
(5)1min时间内外力对线框所做的功.
【答案】
(1)解:交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω,
因为磁通量的最大值Φm=BS=2×10﹣2Wb,
,
则电动势的最大值 V=200V;
答:交流发电机产生的电动势的最大值为200V;
(2)解:开始时磁通量最小,则电动势最大;故表达式e=Emcosωt=200cos100t;
答:感应电流随时间变化的函数表达式为e=200cos100t;
(3)解:电动势的有效值:E= =
=100
V,
电压表示数为:U=IR= R=
×90=90
≈127V;
答:交流电压表的示数为127V
(4)解:根据 得,q=
.
答:线圈从图示位置转动90°过程中通过电阻R的电量为0.02C.
(5)解:线圈匀速转动一周的过程中,外力所做的功:
W外=Q总=I2(R+r)t=1.42×(90+10)×60=11760J
答:1min时间内外力对线框所做的功为11760J
【解析】(1)根据电动势最大值的表达式,结合磁通量的最大值,求出电动势的最大值;(2)根据开始时的电动势明确其函数关系,则可明确表达式;(3)根据最大值确定有效值;(4)根据法拉第电磁感应定律,结合磁通量的变化量求出通过电阻R的电量.(5)根据能量守恒定律及焦耳定律可求得外力所做的功.
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【题目】如图,P是位于水平的粗糙桌面上的物块。用跨过定滑轮的轻绳将P小盘相连,小盘内有砝码,小盘与砝码的总质量为m。在P运动的过程中,若不计空气阻力,则关于P在水平方向受到的作用力与相应的施力物体,下列说法正确的是( )
A. 拉力和摩擦力,施力物体是地球和桌面
B. 拉力和摩擦力,施力物体是绳和桌面
C. 重力mg和摩擦力,施力物体是地球和桌面
D. 重力mg和摩擦力,施力物体是绳和桌面
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【题目】长为L的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图所示,磁感应强度为B,板间距离也为L,板不带电,现有质量为m,电量为q的带正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的办法是
A. 使粒子的速度v>3BqL/2m
B. 使粒子的速度v<5BqL/4m
C. 使粒子的速度v>BqL/2m
D. 使粒子速度BqL/4m<v<5BqL/4m
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【题目】如图是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带.
①打点计时器电源周期为.
、
、
、
、
、
、
是纸带上
个连续的点,
点由于不清晰而未画出.试根据纸带上的数据,推测
点的位置并在纸带上标出,算出对应的速度
__________
(计算结果保留两位有效数字)
②图b是某同学根据纸带上的数据,作出的图像,根据图像,
时的速度
__________
、加速度
__________
(计算结果保留两位有效数字).
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【题目】某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度,他在滑块上安装了宽度为ΔX=2cm的遮光板。然后他利用气垫导轨和毫秒计,记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δt1=0.02s,通过第二个光电门的时间Δt2=0.01s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为2.0 s,请你根据上面他通过实验得到的数据,计算出滑块的加速度为 m/s2。(保留两位有效数字)本实验可以认为是滑块通过光电门的瞬时速度,由此产生误差是 误差(填系统或偶然),为减小实验误差,可采取的方法是 (填增大或减小)挡光片宽度。
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【题目】如图甲所示,一个刚性圆形线圈与电阻R构成闭合回路,线圈平面与所在处的勻强磁场方向垂直,磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。关于线圈中产生的感应电动势e、 电阻R消耗的功率P随时间t变化的图象,下列可能正确的有( )
A. B.
C.
D.
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【题目】某同学用伏安法测量“水果电池”的电动势和内电阻:将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内,就构成了简单的“水果电池”,两只“苹果电池”串联后其电动势应1.4V以上,可是这种电池并不能点亮额定电压为1.3V、额定电流为0.3A的小灯泡,原因可能是流过小灯泡的电流太小了,经实验测得还不足3mA.现有如下器材:
A.滑动变阻器(0~20Ω)
B.滑动变阻器(0~1700Ω)
C.电压表量程为2V,内阻约为1kΩ
D.电流表量程3mA,内阻约为20Ω
E.开关、导线等
(1)在实验中应用最佳实验电路图,根据电压表的示数U与电流表的示数I的值,经描点连线得到U﹣I图象如图1所示,根据图中所给数据可知两只“苹果电池”串联后的电动势为E=V,串联后的内电阻r=Ω.
(2)本实验中应该选用的滑动变阻器是:(填“A”或“B”).
(3)为了减小电表内阻引起的系统误差,请设计最佳实验电路图,在如图2的方框中将电路图补画完整.
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【题目】(1)在研究匀变速直线运动中,我们常用到打点计时器,下列对打点计时器说法正确的是(______)
A.在使用打点计时器时,打点计时器接直流和交流都可以
B.通常打点计时器的打点周期为0.02s
C.用打点计时器打点时,先释放纸带或先打开打点计时器都可以
D.用打点计时器时,必须先打开打点计时器,再释放纸带
(2)下面这段纸带是小车在光滑斜面从静止开始下落时打出的纸带的一部分,相邻两个记数点之间还有四个点没有画出,相邻两记数点的时间设为T。由纸带所给出的信息回答以下几个小题(注:纸带长度单位为“cm”且所用电源是50赫兹的)
①打下3这个记数点时小车的速度_____________m/s
②小车运动加速度的表达式___________________(用X1,X2,X3,X4,X5,X6和T来表示)
③小车运动的加速度____________m/s2
④打下o点时小车已运动了____s
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