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如图5-6所示,一个小型旋转电枢式交流发电机,其矩形线圈长度为a、宽度为b,共有n匝,总电阻为r,与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻,线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动,沿转轴OO′方向看去,线圈转动方向沿顺时针.求:

图5-6

(1)从图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向;

(2)从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时,经多长时间,通过电阻R上的电流的瞬时值第一次为零;

(3)与电阻并联的交流电压表的示数是多大.

思路解析:(1)图示位置为垂直中性面位置,由右手定则可判定感应电流的方向自上而下流过电阻R.

(2)线圈转动产生感应电流的周期为T=2π/ω,从图示位置开始,过t=T/4=π/2ω第一次出现i=0的情况.

(3)线圈转动时产生感应电动势的最大值为

Em=nBSω=nBabω

感应电流最大值为

Im=Em/(R+r)=nBabω/(R+r)

电阻两端电压的最大值为

Um=ImR=nBabωR/(R+r)

交流电压表的示数为

U=Um/=nBabωR/[ (R+r)].

答案:(1)电流自上而下流过电阻R  (2)t=T/4=π/2ω(3)U=Um/=nBabωR/[ (R+r)]


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

已知一个区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆,电缆中通有变化的电流,在其周围有变化的磁场,因此可以通过在地面上测量闭合试探小线圈中的感应电动势来确定电缆的确切位置、走向和深度.当线圈平面平行地面测量时,在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零,b、d两处的电动势不为零,当线圈平面与地面成45°夹角时,在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零.经过测量发现:a、b、c、d恰好位于边长为1 m的正方形的四个顶角上,如图5-6所示,据此可以判断地下电缆在____________两点连线的正下方,离地表面的深度为____________m.

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如图5-6所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图.薄金属片P固定有4个电阻R1、R2、R3、R4(如图5-7所示),左边是它的侧面图,这四个电阻连接成电路如图5-8所示,试回答下列问题:

(1)开始时金属片中央O点未加任何压力,欲使电压表无示数,则4个电阻应满足怎样的关系?

(2)当O点加一个压力F后发生形变,这时4个电阻也随之发生形变,形变后各电阻大小如何变化?

(3)电阻变化后,电阻的A、B两点哪点电压高?它为什么能测量电压?

图5-6

图5-7

图5-8

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如图5-6所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线夹角为α=60°.两个球的质量比为(    )

图5-6

A.                 B.                C.              D.

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已知一个区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆,电缆中通有变化的电流,在其周围有变化的磁场,因此可以通过在地面上测量闭合试探小线圈中的感应电动势来确定电缆的确切位置、走向和深度.当线圈平面平行地面测量时,在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零,b、d两处的电动势不为零,当线圈平面与地面成45°夹角时,在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零.经过测量发现:a、b、c、d恰好位于边长为1 m的正方形的四个顶角上,如图5-6所示,据此可以判断地下电缆在____________两点连线的正下方,离地表面的深度为____________m.

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