【题目】如图甲所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连.线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示,其中B0、B1和t1均为已知.在0~t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动.求:
(1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量.
【答案】(1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小为;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量为πRω;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量为
【解析】
试题分析:(1)先求出感应电动势,再根据闭合电路欧姆定律求解电流;
(2)线框产生感应电动势的最大值 Em=nB1 L1L2ω,进而求出有效值,根据 Q=I2Rt即可求解在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
(3)先求出平均电动势,再求出平均电流,根据q=即可求解.
解:(1)0~t1时间内,线框中的感应电动势为:
E=n
根据闭合电路欧姆定律可知,通过电阻R的电流为:
I=
(2)线框产生感应电动势的最大值为:Em=nB1 L1L2ω
感应电动势的有效值为:E=nB1 L1L2ω
通过电阻R的电流 的有效值为:I=
线框转动一周所需的时间为:t=
此过程中,电阻R产生的热量为:Q=I2Rt=πRω
(3)线框从图甲所示位置转过90°的过程中,平均感应电动势为:
平均感应电流为:
通过电阻R的电荷量为:q=
答:(1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小为;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量为πRω;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量为
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【题目】如图所示,倾角θ=45°的斜面固定放置在水平地面上,质量为m的小球从斜面上方无初速度释放,与斜面碰撞后速度大小不变,方向变为水平抛出.已知小球从距碰撞点高为h1处自由下落,碰撞点距斜面底端为h2,重力加速度为g,不计空气阻力.求:
(1) 刚开始下落时,小球的重力势能(以地面为零势能参考面);
(2) 小球与斜面碰撞时的速度大小v1;
(3) 若小球平抛后又落到斜面,试求小球第二次撞击斜面时的速度v2大小.
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【题目】关于位移和路程,下列说法正确的是( )
A. 位移可能随路程的增大而减小
B. 物体通过的路程不相等,但位移可能相同
C. 只要物体通过了一段路程,其位移就不可能为零
D. 位移可能随时间的增大而减小
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【题目】下列关于速度的说法正确的是( )
A. 速度是描述我们位置变化的物理量
B. 瞬时速度方向就是物体运动的方向
C. 匀速直线运动的速度方向是可以改变的
D. 位移方向和速度方向一定相同
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【题目】如图所示,某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V,输出电功率为50 kW,如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电,这时用户获得的电压和电功率是多少?假如,要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%,则发电站要安装一个升压变压器,到达用户前再用降压变压器变为220 V供用户使用,不考虑变压器的能量损失,这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少?
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【题目】一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图中虚线所示.不计粒子所受重力,则( )
A. 粒子带正电
B. 粒子加速度逐渐减小
C. A点的速度大于B点的速度
D. 粒子的初速度不为零
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【题目】氢原子处于基态时,原子能量E1= -13.6eV,已知电子电量e =1.6×10-19C,电子质量m=0.91×10-30kg,氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1=0.53×10-10m.
(1)若要使处于n=2的氢原子电离,至少要用频率多大的电磁波照射氢原子?
(2)氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流,则氢原子处于n=2的定态时,核外电子运动的等效电流多大?
(3)若已知钠的极限频率为6.00×1014Hz,今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠,试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应?
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【题目】关于天然放射现象,下列说法正确的是( )
A. α射线是由氦原子核衰变产生
B. β射线是由原子核外电子电离产生
C. γ 射线是由原子核外的内层电子跃迁产生
D. 通过化学反应不能改变物质的放射性
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【题目】压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,右为同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图(a)所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中,电流表示数如图(b)所示,下列判断正确的是( )
A. 从t1到t2时间内,小车做匀速直线运动
B. 从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动
C. 从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动
D. 从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动
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