练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    （2013?南开区二模）如图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动．线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连．线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示，其中B0、B1和t1均为已知．在0～t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动．求：
    （1）0～t1时间内通过电阻R的电流大小；
    （2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；
    （3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量．
    分析：（1）先求出感应电动势，再根据闭合电路欧姆定律求解电流；
    （2）线框产生感应电动势的最大值 Em=
    		2
    2
    nB1 L1L2ω，进而求出有效值，根据 Q=I2Rt即可求解在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；
    （3）先求出平均电动势，再求出平均电流，根据q=
    .
    I
    t    即可求解．
    解答：解：（1）0～t1时间内，线框中的感应电动势 E=n
    △φ
    △t
    =
    nL1L2(B1-B0)
    T1

    根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流
    I=
    E
    R+r
    =
    nL1L2(B1-B0)
    (R+r)t1
    （2）线框产生感应电动势的最大值 Em=
    		2
    2
    nB1 L1L2ω
    感应电动势的有效值E=nB1 L1L2ω
    通过电阻R的电流 的有效值I=
    		2
    nB1L1L2ω
    2(R+r)
    线框转动一周所需的时间t=
    2π
    ω 

    此过程中，电阻R产生的热量  Q=I2Rt=πRω
    （3）线框从图甲所示位置转过90°的过程中，
    平均感应电动势
    .
    E
    =n
    △φ
    △t
    =
    nB1L1L2
    △t
      
    平均感应电流  
    .
    I
    =
    nB1L1L2
    △t(R+r)
    通过电阻R的电荷量  q=
    .
    I
    △t=
    nB1L1L2
    R+r

    答：（1）0～t1时间内通过电阻R的电流大小为
    nL1L2(B1-B0)
    (R+r)t1
    ；
    （2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量为πRω；
    （3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为
    nB1L1L2
    R+r
    ．
    点评：本题考查交变电流最大值、有效值的理解和应用的能力，对于交流电表的测量值、计算交流电功率、电功等都用到有效值，求电量时，I需要用平均值．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?南开区二模）将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动．用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?南开区二模）下列叙述中符合物理学史实的有（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?南开区二模）一束光从空气射向折射率n=
    		2
    的某种玻璃的表面，如图所示．θ1代表入射角，则（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?南开区二模）将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v-t图象如图所示．以下判断正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案