分析 (1)根据题意得出感应电动势的最大值,从而画出图象;
(2)根据△∅=B•△S求出从图示位置起转过$\frac{1}{4}$圈的时间内,穿过线框平面的磁通量的变化量,再根据q=平均电流×时间.
(3)电流表的示数由欧姆定律求得.
解答 解:(1)线圈绕轴匀速转动时,在电路中产生如图所示的交变电流.
此交变电动势的最大值为Em=BSω=B•$\frac{{π{r^2}}}{2}$•2πn=π2Bnr2
(2)在转动$\frac{1}{4}$周期内导体一直切割磁感线,则产生的热量Q=$\frac{(\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}})^{2}}{R}×\frac{T}{4}$=$\frac{{π}^{4}{B}^{2}n{r}^{4}}{8R}$
(3)在线圈从图示位置转过$\frac{1}{4}$转的时间内,电动势的平均值为$\overline{E}$=$\frac{△Φ}{△t}$.
通过R的电荷量q=$\overline{I}$•△t=$\frac{\overline{E}}{R}$•△t=$\frac{△Φ}{R}$=$\frac{{πB{r^2}}}{2R}$
(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′,由有效值的定义得$\frac{{{{(\frac{E_m}{{\sqrt{2}}})}^2}}}{R}•\frac{T}{2}=\frac{{{E^{'2}}}}{R}T$解得${E^'}=\frac{E_m}{2}$.
故电流表的示数为$I=\frac{E^'}{R}=\frac{{{π^2}{r^2}nB}}{2R}$
答:(1)感应电动势的最大值π2Bnr2
(2)从图示位置起转过$\frac{1}{4}$转的时间内通过负载电阻R的热量为$\frac{{π}^{4}{B}^{2}n{r}^{4}}{8R}$;
(3)从图示位置起转过$\frac{1}{4}$转的时间内通过负载电阻R的电荷量$\frac{{πB{r^2}}}{2R}$
(4)电流表的示数=$\frac{{π}^{2}{r}^{2}nB}{2R}$
点评 本题考查了法拉第电磁感应定律与闭合电路的欧姆定律的应用,掌握有效值与最大值的关系,求电量时要用平均电动势.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 波传播到质点c时,质点c开始振动的方向竖直向上 | |
B. | 0~4s内质点b运动的路程为8cm | |
C. | 4~5s内质点d的加速度正在逐渐减小 | |
D. | 6s时质点e第一次处于波峰位置 | |
E. | 各质点都振动起来后,a与c的运动方向始终相反 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | “水球”的形成是因为太空中没有重力 | |
B. | “水球”的向心加速度小于5m/s2 | |
C. | “天空一号”运行速度小于7.9km/s | |
D. | “天宫一号”的角速度比同步卫星的大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | B卫星比A卫星运行周期小 | |
B. | A卫星在图示位置加速后有可能会撞上B卫星 | |
C. | A卫星的运行速度一定小于地球的第一宇宙速度 | |
D. | 可以通过A卫星的运行周期和万有引力常量计算出地球的质量 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 吹出的肥皂泡成球形 | |
B. | 硬币能漂浮于水面上 | |
C. | 滴入水中的红墨水很快散开 | |
D. | 在完全失重的环境下,熔化的金属能收缩成标准的球形 |
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