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如图17-1-19所示,正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动,转动次数n=120 min-1.若已知ab=bc=20 cm,匝数=20,磁感应强度B=0.2 T,求:

图17-1-19

(1)转动中最大电动势位置;

(2)从图示位置转过90°过程中的平均电动势;

(3)设线圈是闭合的,总电阻R=10 Ω,线圈转动过程中受到的最大电磁力矩及位置.

解析:平均电动势由法拉第电磁感应定律求解,最大磁力矩对应着感应电流的最大位置.

(1)N匝线圈转动中的最大电动势为εm=NBSω?

式中ω=2πf=2π×rad/s=4 rad/s

代入各已知数据得:εm=20×0.2×0.2×0.2×4πV=2.01V

与最大电动势所对应的线圈位置如图中所示,即垂直中性面的位置.?

(2)图示位置转过90°过程中,线圈中发生的磁通量变化ΔΦ=BS,历时,由法拉第电磁感应定律得平均电动势4×20×0.2×0.2×0.2×2 V=1.28 V.?

(3)线圈转动时产生感应电动势,激起感应电流,使线圈受到一个与外力矩方向相反的磁力矩M=NBIS,它也是一个随时间变化的量,最大磁力矩对应于感应电动势(或感应电流)有最大值的位置,其值为Mm=NBImS=NBS=0.032 N·m.

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科目:高中物理 来源: 题型:

利用光电管产生光电流的电路如图17-1-6所示.电源的正极应接在端(填“a”或“b”);若电流表读数为8 μA,则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是个(已知电子电荷量为1.6×10-19 C).

17-1-6

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17-1-8

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“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱,盒内总共有两个电学元件,每个接线柱之间只可能连接一个元件.为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:

第一步:用电压挡,对任意两接线柱正、反向测量,指针均不发生偏转;

第二步:用电阻×100 Ω挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针偏转情况如图14-13-15所示.

图14-13-15

(1)第一步测量结果表明盒内______________________________.

(2)图14-13-16示出了图14-13-15[1]和图14-13-15[2]中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是________Ω,图14-13-17示出了图14-13-15[3]中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是_______Ω.

图14-13-16

图14-13-17

(3)请在图14-13-18的接线柱间,用电路图符号画出盒内的元件及连接情况.

图14-13-18

图14-13-19

(4)一个小灯泡与3 V电池组的连接情况如图14-13-19所示.如果把图14-13-19中e、f两端用导线直接相连,小灯泡可正常发光.欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连,使小灯泡仍可发光,那么,e端应连接到__________接线柱,f端应连接到__________接线柱.

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图17-1-19

(1)转动中最大电动势位置;

(2)从图示位置转过90°过程中的平均电动势;

(3)设线圈是闭合的,总电阻R=10 Ω,线圈转动过程中受到的最大电磁力矩及位置.

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