练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    电机转子是边长为0.2米的正方形，线圈匝数为100匝，内阻8欧，初始位置如图所示，以ad、bc中点连线为轴用600转/分的转速在
    1
    π
    特斯拉的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24欧，则：
    （1）从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式．
    （2）灯泡的实际消耗功率为多大？
    （3）线圈从图示位置转过
    π
    2
    的过程中外力做的功．
    （4）线圈从图示位置转过
    π
    3
    的过程中通过线圈某截面的电量q．
    分析：（1）由转速求出线圈的角速度ω，根据Em=nBSω求出感应电动势的最大值，从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt．
    （2）根据欧姆定律求出电流的有效值，再求出灯泡的实际消耗功率．
    （3）外力做的功等于电路中产生的电能，根据焦耳定律求解线圈从图示位置转过
    π
    2
    的过程中外力做的功．
    （4）根据推论q=n
    △Φ
    R+r
    求出通过线圈某截面的电量q．
    解答：解：（1）线圈的角速度ω=2πn=2π×
    600
    60
    rad/s=20πrad/s，感应电动势的最大值为Em=nBSω=100×
    1
    π
    ×0.22×20πV=80V．则从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt=80Emsin20πt（V）．
    （2）电动势的有效值为E=
    		2
    2
    Em    =40
    		2
    V，电路中电流的有效值为I=
    E
    R+r
    =
    40
    		2
    24+8
    A    =
    5
    4
    		2
    A
    灯泡的实际消耗功率为P=I2R=75W
    （3）线圈从图示位置转过
    π
    2
    的过程中外力做的功W=I2（R+r）t，t=
    π
    2
    ω
    =
    1
    40
    s    ，解得W=2.5J．
    （4）线圈从图示位置转过
    π
    3
    的过程中线圈磁通量的变化量为△Φ=BS-BScos
    π
    3
    =
    1
    2
    BS
    通过线圈某截面的电量q=n
    △Φ
    R+r
    =100×
    0.5×
    1
    π
    ×0．22
    32
    C=
    1
    16π
    C
    答：
    （1）从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e=80Emsin20πt（V）．
    （2）灯泡的实际消耗功率为75W．
    （3）线圈从图示位置转过
    π
    2
    的过程中外力做的功是2.5J．
    （4）线圈从图示位置转过
    π
    3
    的过程中通过线圈某截面的电量q=
    1
    16π
    C．
    点评：正弦交变电流从中性面计时时，感应电动势的表达式才为e=Emsinωt．求交变电流产生的热量、电功、电功率必须用有效值．
    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：黄冈重点作业　高三物理（下） 题型：038

    　　下图是一台电机定子中的磁场分布图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状．M是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴．磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿圆柱半径、大小近似均匀的磁场，磁感强度B＝0.050T．

    　　下图是该发电机转子的示意图(虚线表示定子的铁芯M)．矩形线框abcd可绕过ad、cb边的中点并与图中的铁芯M共轴的固定转轴旋转，在旋转过程中，线框的ab、cd边始终处在图所示的缝隙内的磁场中．已知cb边长＝25.0cm，ad边长＝10.0cm，线框共有N＝8匝导线，装置的角速度ω＝250/s．将发电机的输出端接入图中的装置K后，装置K能使交流电变成直流电，而不改变其电压的大小．直流电的另一个输出端与一可变电阻R相连，可变电阻的另一端P是直流电的正极，直流电的另一个输出端Q是它的负极．

    　　   

    　　下图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为x、y．

    　　现把直流电的正、负极与两铜片的引线端相连，调节R，使溶液中产生I＝0.21A的电流．假设发电机的内阻可忽略不计，两铜片间的电阻r是恒定的．

    (1)求每匝线圈中的感应电动势的大小．

    (2)求可变电阻R与A、B间电阻r之和．

    (3)当以I＝0.21A的电流电解60min后，测得铜片A的质量增加了0.25g，则如图装置的x端应与直流电的________极相连，它是电解池的________极．

    (4)电解后铜片B的质量________．(填“增加”、“减少”或“不变”)

    (5)列式计算实验测得的阿伏加德罗常数．(已知电子电量e＝1.60×C)

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2011-2012学年山东省青岛创新学校高二（上）段考物理试卷（解析版） 题型：解答题

    电机转子是边长为0.2米的正方形，线圈匝数为100匝，内阻8欧，初始位置如图所示，以ad、bc中点连线为轴用600转/分的转速在特斯拉的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24欧，则：
    （1）从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式．
    （2）灯泡的实际消耗功率为多大？
    （3）线圈从图示位置转过的过程中外力做的功．
    （4）线圈从图示位置转过的过程中通过线圈某截面的电量q．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案