【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=0.20Ω，線圈在磁感強(qiáng)度B=0.050T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OOˊ勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω＝100π rad/s。線圈兩端通過(guò)電刷E、F與阻值R=4.8Ω的定值電阻連接。計(jì)算時(shí)π取3。

（1）從線圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)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；

（2）求此發(fā)電機(jī)在上述工作狀態(tài)下的輸出功率；

（3）求從線圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)周期時(shí)間通過(guò)電阻R的電荷量。

【答案】（1）e=150sin300t（2）2160W（3）0.1C

【解析】試題分析：（1）線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBωab×bc（1分）

解得：Em= 150V（1分）

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式 e=Emsinωt=150sin300t（V）（或150sin100πt）（1分）

（2）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值V（或106V）（1分）

電流的有效值A

交流發(fā)電機(jī)的輸出功率即為電阻R的熱功率P=I2R=2.16×103W（2分）

（3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：（1分）

根據(jù)歐姆定律：（1分）

解得：（1分）

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙﹣2251”衛(wèi)星和美國(guó)的“銥﹣33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞．這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件．碰撞過(guò)程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境．假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，甲的運(yùn)行速率比乙的大，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. 甲的運(yùn)行周期一定比乙的長(zhǎng)

B. 甲距地面的高度一定比乙的高

C. 甲的向心力一定比乙的小

D. 甲的加速度一定比乙的大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車(chē)的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要部件為緩沖滑塊 K和質(zhì)量為m的“U”形框緩沖車(chē)廂。在車(chē)廂的底板上固定著兩個(gè)光滑水平絕緣導(dǎo)軌PQ、MN，緩沖車(chē)的底部固定有電磁鐵(圖中未畫(huà)出)，能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面向下并隨車(chē)廂一起運(yùn)動(dòng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，設(shè)導(dǎo)軌右端QN是磁場(chǎng)的右邊界。導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)度絕緣材料制成，滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab邊長(zhǎng)為L。假設(shè)緩沖車(chē)以速度v0與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下(碰前車(chē)廂與滑塊相對(duì)靜止)，此后線圈與軌道磁場(chǎng)的作用使車(chē)廂減速運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)緩沖。 不計(jì)一切摩擦阻力。

（1）求滑塊K的線圈中感應(yīng)電流方向（從俯視圖看，寫(xiě)“順時(shí)針”，“逆時(shí)針”）及最大感應(yīng)電流的大小。

（3）若緩沖車(chē)與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，為使緩沖車(chē)廂所受的最大水平磁場(chǎng)力不超過(guò)Fm，求緩沖車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大速度vmax；

（3）在若緩沖車(chē)以速度v0與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，求此后緩沖車(chē)的速度v隨位移x的變化規(guī)律及緩沖車(chē)在滑塊K停下后的最大位移（設(shè)此過(guò)程中緩沖車(chē)未與障礙物相碰；

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】平行板電容器 C 與三個(gè)可變電阻器 R1、R2、R3 以及電源連成如圖所示的電路。閉合開(kāi)關(guān) S 待電路穩(wěn)定后，電容器C 兩極板帶有 一定的電荷。要使電容器所帶電荷量增加，以下方法中可行的是 ( )

A. 只增大R1，其他不變

B. 只增大R2，其他不變

C. 只減小R3，其他不變

D. 只減小 a、b 兩極板間的距離，其他不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為的斜面固定在水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為的小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）以的初速度由底端沖上斜面，已知物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，重力加速度取， ， ，求：

（）物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度．

（）若使物體不至滑出斜面，斜面的最小長(zhǎng)度．

（）物體再次回到斜面底端的動(dòng)能．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量。由狹義相對(duì)論可知，一定的質(zhì)量m與一定的能量E相對(duì)應(yīng)： ，其中c為真空中光速。

（1）已知某單色光的頻率為ν，波長(zhǎng)為λ，該單色光光子的能量，其中h為普朗克常量。試借用質(zhì)子、電子等粒子動(dòng)量的定義：動(dòng)量=質(zhì)量×速度，推導(dǎo)該單色光光子的動(dòng)量。

（2）光照射到物體表面時(shí)，如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣，將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”，用I表示。

一臺(tái)發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束某頻率的激光，光束的橫截面積為S。當(dāng)該激光束垂照射到某物體表面時(shí)，假設(shè)光全部被吸收，試寫(xiě)出其在物體表面引起的光壓的表達(dá)式。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，木塊A,B靜止疊放在光滑水平面上,A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2m，現(xiàn)施水平力F拉B，A、B剛好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，一起沿水平面運(yùn)動(dòng)。若改用水平力F拉A，使A，B也保持相對(duì)靜止，一起沿水平面運(yùn)動(dòng)，則F不得超過(guò)（ ）

A. 2F B. C. 3F D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖1所示為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置．現(xiàn)有器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重物、天平．

（1）為完成實(shí)驗(yàn)，還需要的器材有_____．

A．米尺 B．0～6V直流電源

C．秒表 D．0～6V交流電源

（2）某同學(xué)用圖1所示裝置打出的一條紙帶如圖2所示，相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02s，根據(jù)紙帶計(jì)算出打下D點(diǎn)時(shí)重物的速度大小為_____m/s．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（3）采用重物下落的方法，根據(jù)公式mv2=mgh驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求是_____，為驗(yàn)證和滿足此要求，所選擇的紙帶第1、2點(diǎn)間的距離應(yīng)接近_____．

（4）該同學(xué)根據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點(diǎn)的速度，作出v2﹣h圖象如圖3所示，則圖線斜率的物理意義是_____．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一等腰直角三角形OMN的腰長(zhǎng)為2L，P點(diǎn)為ON的中點(diǎn)，三角形PMN內(nèi)存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ(磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知)，一粒子源置于P點(diǎn)，可以射出垂直于ON向上的不同速率、不同種類(lèi)的帶正電的粒子.不計(jì)粒子的重力和粒子之間的相互作用.

(1)求線段PN上有粒子擊中區(qū)域的長(zhǎng)度s；

(2)若三角形區(qū)域OMN的外部存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B；三角形OMP區(qū)域內(nèi)存在著水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng).某比荷為的粒子從P點(diǎn)射出后恰好沿水平向左方向穿過(guò)MN進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ，然后從M點(diǎn)射出磁場(chǎng)Ⅱ進(jìn)入電場(chǎng)，又在電場(chǎng)力作用下通過(guò)P點(diǎn).求；

①該粒子進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)的速率；

②電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度.

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