【題目】如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其中矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝數(shù)n=100，線圈的總電阻r=0.20，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.050T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度=100 rad/s。線圈兩端通過電刷E、F與阻值R=4.8的定值電阻連接。計(jì)算時(shí)取3.

（1）當(dāng)線圈經(jīng)過中性面時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，試說明原因。

（2）從線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式；

（3）求此發(fā)電機(jī)在上述工作狀態(tài)下的輸出功率；

【答案】（1）有效切割速度為零（或磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為零） （2）e=150sin300t（V）（3）2160W

【解析】

（1）因?yàn)楫?dāng)線圈經(jīng)過中性面時(shí)線圈運(yùn)動(dòng)方向與磁感線平行，此時(shí)有效切割速度為零（或磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為零），所以線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

（2）線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值

從線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式

e=150sin300t（V）

（3）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值

此發(fā)電機(jī)在上述工作狀態(tài)下的輸出功率

代入數(shù)據(jù)解得：P=2160W

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】在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打上的點(diǎn)計(jì)算出。

(1)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖像法處理數(shù)據(jù)。為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該作a與________的圖象；

(2)如圖是某同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線，說明實(shí)驗(yàn)存在的問題是______________；

(3)某同學(xué)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶。紙帶上A、B、C、D、E、F、G這些點(diǎn)的間距如圖所示，其中每相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出。根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算：打C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為_________m/s；小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_________m/s2。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組“用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.實(shí)驗(yàn)中測(cè)出重物自由下落的高度h及對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v，計(jì)算出重物減少的重力勢(shì)能mgh和增加的動(dòng)能mv2，然后進(jìn)行比較，如果兩者相等或近似相等，即可驗(yàn)證重物自由下落過程中機(jī)械能守恒.請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟完成下列問題：

(1)關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是________.

A.重物最好選擇密度較小的木塊

B.重物的質(zhì)量可以不測(cè)量

C.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶

D.可以利用公式v＝來求解瞬時(shí)速度

(2)如圖乙是該實(shí)驗(yàn)小組打出的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，紙帶上的O點(diǎn)是起始點(diǎn)，選取紙帶上連續(xù)的點(diǎn)A、B、C、D、E、F作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，并測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離依次為27.94 cm、32.78 cm、38.02 cm、43.65 cm、49.66 cm、56.07 cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是50 Hz的交流電，重物的質(zhì)量為0.5 kg，則從計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)O到打下點(diǎn)D的過程中，重物減小的重力勢(shì)能ΔEp＝________ J；重物增加的動(dòng)能ΔEk＝________ J，兩者不完全相等的原因可能是________________.(重力加速度g取9.8 m/s2，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)又正確計(jì)算出圖乙中打下計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的瞬時(shí)速度v，以各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離h′為橫軸，v2為縱軸作出圖象，如圖丙所示，根據(jù)作出的圖線，能粗略驗(yàn)證自由下落的物體機(jī)械能守恒的依據(jù)是______________________________________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，閉合矩形導(dǎo)體線框abcd從高處自由下落，在ab邊開始進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)這段時(shí)間內(nèi)，線框的速度v隨時(shí)間t變化的圖象可能是圖中的

A.

B.

C.

D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)在a處給小球一初速度，使它做圓周運(yùn)動(dòng)，圖中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則關(guān)于桿對(duì)球的作用力的說法正確的是（　　）

A. a處一定為拉力 B. b處一定為拉力

C. b處一定為支持力 D. 在b處桿對(duì)球可能沒有作用力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明在體育課上做單杠練習(xí)時(shí)，兩臂伸直，雙手平行握住單杠，之后逐漸增加雙手間距，此過程中手臂上的拉力變化情況為( )

A.逐漸變小B.逐漸變大C.先變大后變小D.先變小后變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)5 s后停止，若在第1 s內(nèi)的位移是18 m，則最后2 s內(nèi)的位移是

A.8 mB.3.5 mC.2 mD.1 m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，△ABC為折射率n＝，頂角θ＝30°的直角三棱鏡的截面，P為垂直于直線BCD的光屏。一束寬度d＝AB的單色平行光束垂直射向AB面，經(jīng)三棱鏡折射后在屏P上形成一條光帶。求：

（1）圖中編號(hào)為b的光線經(jīng)棱鏡后傳播方向改變的角度；

（2）在屏P上形成的光帶寬度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為d，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角θ=30°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，長(zhǎng)為d的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置于導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R．兩金屬導(dǎo)軌的上端連接一個(gè)阻值也為R的定值電阻，重力加速度為g．現(xiàn)閉合開關(guān)S，給金屬棒施加一個(gè)方向垂直于棒且平行于導(dǎo)軌平面向上、大小為mg的恒力F，使金屬棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)．求：

（1）金屬棒能達(dá)到的最大速度vm；

（2）金屬棒達(dá)到最大速度一半時(shí)的加速度；

（3）若金屬棒上滑距離為L時(shí)速度恰達(dá)到最大，則金屬棒由靜止開始上滑4L的過程中，金屬棒上產(chǎn)生的電熱Q0．

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