【題目】如圖為一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,圖示位置矩形線圈平行于磁感線,其矩形線圈的長(zhǎng)度ab=0.25m,寬度bc=0.20m,共有m=100匝,總電阻r=5.0Ω,可繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,與線圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個(gè)“3.0V,1.8W的燈泡,當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小燈泡恰好正常發(fā)光,求:

1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω;

2)圖示位置時(shí)cd邊所受的安培力的大小和方向;

3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中流過燈泡的電量和線圈產(chǎn)生的電能。

【答案】1)3rad/s;(24.8N,方向從cd;(30.2C 1.33J。

【解析】

1)小燈泡正常發(fā)光可知流過燈泡的電流和燈泡上的電壓,然后根據(jù)閉合電路的歐姆定律和電流的其他公式,可以計(jì)算出線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度;
2)求出電路中的電流,然后由安培力的公式求出安培力,由左手定則判斷方向。
3)根據(jù)交流電的有效值計(jì)算電能;根據(jù)求解流過燈泡的電量。

1)小燈泡的額定電流為:
小燈泡的額定電阻為:
可得電動(dòng)勢(shì)最大值為:E=IR+r=0.6×5+5=6V
最大值為:Em=6V
又:Em=mBSω=mabbcBω
可得:ω=3rad/s
2cd邊上的電流也是0.6A,則cd受到的安培力:F=mBIcd=100×0.4×0.6×0.20=4.8N;
cd邊此時(shí)運(yùn)動(dòng)的方向向上,由左手定則可知感應(yīng)電流的方向?yàn)閺?/span>cd;
3)流過燈泡的電量為:
由因?yàn)椋?/span>Em=mBSω
所以有:
由焦耳定律可得:
由能量守恒可得線圈產(chǎn)生的電能:W=Q
所以線圈產(chǎn)生的電能:W=1.33J;

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)要測(cè)量一只未知電阻的阻值。

(1)他現(xiàn)用多用電表粗測(cè)該電阻的阻值,按照正確的步驟操作后,測(cè)量的結(jié)果如圖甲所示,為了使多用電表測(cè)量的結(jié)果更準(zhǔn)確,需要進(jìn)行的操作是:換用__________(填“×1”“×100”)檔,再進(jìn)行___________(填機(jī)械歐姆)調(diào)零,重新測(cè)量。

(2)若粗測(cè)待測(cè)電阻的阻值約為1100Ω;為了精確測(cè)量該電阻的阻值,實(shí)驗(yàn)室提供了以下的實(shí)驗(yàn)器材:

電流表A1(量程10mA,內(nèi)阻r1=5Ω)

電流表A2(量程15mA,內(nèi)阻r2約為5Ω);

定值電阻R0:阻值為2000Ω;

電源E(電動(dòng)勢(shì)約為10V,內(nèi)阻r約為1Ω);

單刀雙擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干;

實(shí)驗(yàn)要求能多測(cè)幾組數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)谝覉D方框中畫出實(shí)驗(yàn)原理圖_____________。

(3)根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖,該同學(xué)已連接好了部分實(shí)物如圖丙所示,請(qǐng)完善實(shí)物連接,要求閉合電鍵前滑動(dòng)變阻器滑片移到圖中所在位置________。

(4)實(shí)驗(yàn)中需要直接測(cè)量的物理量有_____________,用測(cè)得的量和已知的量的字母表示待測(cè)電阻Rx的計(jì)算公式Rx=________________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,三條長(zhǎng)直導(dǎo)線ab、c都通以垂直紙面的電流,其中a、b兩根導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向外.o點(diǎn)與a、b、c三條導(dǎo)線距離相等,且處于ocab。現(xiàn)在o點(diǎn)垂直紙面放置一小段通電導(dǎo)線,電流方向垂直紙面向里,導(dǎo)線受力方向如圖所示.則可以判斷(

A. o點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與F相同

B. 長(zhǎng)導(dǎo)線c中的電流方向垂直紙面向外

C. 長(zhǎng)導(dǎo)線a中電流I1小于b中電流I2

D. 長(zhǎng)導(dǎo)線c中電流I3小于b中電流I2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一根重力為G=0.1N、長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m、質(zhì)量分布均勻的導(dǎo)體ab、,在其中點(diǎn)彎成60度角,將此導(dǎo)體放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)體兩端ab、懸掛于兩相同的彈簧下端,彈簧均處于豎直狀態(tài),當(dāng)導(dǎo)體中通有I=1A的電流時(shí),兩根彈簧比原長(zhǎng)各縮短了,已知云強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.4T,則( )

A. 導(dǎo)體中電流的方向?yàn)?/span>

B. 每根彈簧的彈力大小為0.5N

C. 彈簧的進(jìn)度系數(shù)為

D. 若導(dǎo)體中不同電流,則彈簧比原長(zhǎng)伸長(zhǎng)了0.02m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m20×1011kg、電荷量q=+10×105C的帶電微粒(重力忽略不計(jì)),從靜止開始經(jīng)U1100V電壓加速后,水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,其板長(zhǎng)L20cm,兩板間距d10cm,進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)速度偏離原來方向的角度30°,磁場(chǎng)寬度D10cm,則

A. 微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度=1.0×104ms

B. 兩金屬板間的電壓U2100V

C. 為使微粒不從磁場(chǎng)右邊射出,該勻磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B至少為0.1T

D. 為使做粒不從磁場(chǎng)右邊射出,該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為0.2T

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】虛線PQ上方存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),PQ下方存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0.足夠長(zhǎng)的不等間距金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。兩根金屬棒水平地靠在金屬導(dǎo)軌上,其中金屬棒AB光滑且質(zhì)量為m,長(zhǎng)為L,電阻為R;金屬棒CD質(zhì)量為2m、長(zhǎng)為2L、電阻為2R,與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。若AB棒在拉力F的作用下沿導(dǎo)軌由靜止向上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)由靜止釋放CD棒,如圖所示。已知運(yùn)動(dòng)過程中棒與導(dǎo)軌接觸良好,重力加速度為g,求:

(1)AB棒哪端電勢(shì)高,兩端的電壓UAB的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律;

(2)作用在金屬棒AB上的拉力F需要滿足的條件;

(3)CD棒下滑達(dá)到最大速度所需時(shí)間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】知某紅寶石激光器發(fā)出的激光由空氣斜射到折射率的博膜表面,入射時(shí)與薄膜表面成角,如圖所示。已知真空中的光速c3.0×108ms。

①求從O點(diǎn)射入薄膜中的光的折射角及速率;

②一般認(rèn)為激光器發(fā)出的是頻率為ν單色光。實(shí)際上它的頻率并不是真正單一的。激光煩率ν是它的中心頻率,它所包含的率范圍是ν(也稱頻率寬度)。如圖。單色光照射到薄膜表面a,一部分光從前表面反射回來(這部分光稱為甲光),其余的光進(jìn)人薄膜內(nèi)部,其中的一小部分光從薄膜后表面b反射回來,再從前表面折射出(這部分光稱為乙光),甲、乙這兩部分光相過疊加而發(fā)生干涉,稱為薄膜干涉,乙光與甲光相比,要在薄膜中多傳播一小段時(shí)間t。理論和實(shí)踐都證明,能觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件是:t的最大值tmν的乘積近似等于1,即只有滿足tmν≈1才會(huì)觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象。若該激光頻率ν4.32×1014Hz,它的頻率寬度ν80×109Hz。試估算在如圖所示的情況下,能觀察到明顯穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的薄膜的最大厚度dm。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圓心角為90°的扇形COD內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),E點(diǎn)為半徑OD的中點(diǎn),現(xiàn)有比荷大小相等的兩個(gè)帶電粒子a、b,以不同的速度分別從OE點(diǎn)沿OC方向射入磁場(chǎng),粒子ab分別從D、C兩點(diǎn)射出磁場(chǎng),不計(jì)粒子所受重力及粒子間相互作用,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,則下列說法中正確的是

A. 粒子a帶負(fù)電,粒子b帶正電

B. 粒子a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度之比為2:5

C. 粒子ab的速度之比為5:2

D. 粒子a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為180:53

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為氫原子能級(jí)圖,當(dāng)氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí),輻射出波長(zhǎng)為658nm的光。下列說法正確的是(

A. 氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí),輻射光的波長(zhǎng)大于658nm

B. 用一束光子能量為15eV的光照射氫原子時(shí),氫原子不會(huì)發(fā)生電離

C. 一群處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多可產(chǎn)生3種頻率的光

D. 用波長(zhǎng)為686mm的光照射,能使處于n=2的氫原子躍遷到高能級(jí)

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