【题目】图示为一个小型交流发电机的原理图,其矩形线圈的面积为,共有
匝,线圈总电阻为
,可绕与磁场方向垂直的固定对称轴
转动;线圈处于磁感应强度为
的匀强磁场中,线圈在转动时可以通过滑环
和电刷
保持与外电路电阻
的连接.在外力作用下线圈以恒定的角速度
绕轴
匀速转动.(不计转动轴及滑环与电刷的摩擦).求:
(1)求发电机线圈产生感应电动势的最大值;
(2)求线圈匀速转动过程中电流表的示数;
(3)求线圈转动周过程中发电机线圈电阻
产生的焦耳热.
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】试题分析:根据交流电的产生过程,代入相关的数据即可推导出发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式;线圈匀速转动过程中电流表的示数是有效值,根据闭合电路的欧姆定律求解;根据焦耳定律求出发电机线圈电阻r产生的焦耳热;根据焦耳定律求出线圈速度转动N周过程中发电机线圈电阻产生的焦耳热。
(1)线圈平面与磁场方向平行时产生感应电动势最大,设ab边的线速度为v,该边产生的
感应电动势为: ,同理:cd边产生的感应电动势为:
线圈产生的总感应电动势为: ,因为有:
,
所以: ,线速度为:
,
所以:
(2)线圈匀速转动过程中电流表的示数是有效值,所以感应电动势的有效值为: ,根据闭合电路的欧姆定律得:
(3)线圈匀速转动的周期是: ,根据焦耳定律得:
线圈速度转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热: 。
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【题目】如图所示,在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,金属框架ABC固定在水平面内,AB与BC间夹角为θ,光滑导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下以速度v向右匀速运动,导体棒与框架足够长且构成等腰三角形电路。若框架与导体棒单位长度的电阻均为R,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触,下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图像中正确的是( )
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【题目】如图是测定两个电源的电动势和内电阻实验中得到的U-I图线,则应有
A. 当I1=I2时,电源总功率P1=P2
B. 当I1=I2时,外电阻R1=R2
C. 当U1=U2时,电源输出功率P出1<P出2
D. 当U1=U2时,电源内部消耗的电功率P内1>P内2
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【题目】如图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头的满偏电流为250 μA,内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆×100 Ω挡。
(1)图(a)中的B端与______(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是_______(填正确答案标号)。
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用电压挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘左端电压为“0”位置
C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
D. 使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
(3)换挡开关接1时,对应的档位是_________ ,换挡开关接3时,对应的档位是______
A.直流电压1 V挡
B.直流电压5 V挡
C.直流电流1 mA挡
D. 直流电流2.5 mA挡
E. 欧姆×100 Ω挡
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________(结果保留3位有效数字);若此时B端是与“3”相连的,则读数为________。
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【题目】如图,正方形闭合导线框在边界水平的匀强磁场区域的上方,由不同高度静止释放,用、
分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻,用
、
分别表示线框ab边和cd边刚出磁场的时刻。线框下落过程中形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界平行,线框平面与磁场方向垂直。设磁场区域的宽度大于线框的边长,不计空气阻力的影响,则下列反映线框下落过程中速度v随时间t变化规律的图象有可能的是 ( )
A. B.
C. D.
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【题目】如图(甲)所示,边长为,质量
的正方形绝缘金属线框,平放在光滑的水平桌面上,磁感应强度
的匀强磁场方向竖直向上,金属线框的一边
与磁场的边界
重合,在力
作用下金属线框由静止开始向左运动,在
内从磁场中拉出,测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图(乙)所示,已知金属线框的总电阻为
.
(1)试判断金属线框从磁场中拉出的过程中,线框中的感应电流方向?
(2) 时,金属线框的速度?
(3)已知在内力
做功
,那么,金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少?
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【题目】如图(a)所示,在空气中放有一半径为R、折射率为的透明球,离球心0相距
R的A点处有一可向各个方向发光的点光源。求透明球表面有光射出部分的面积。提示:如图(b)所示球冠的面积公式为S=2πr(1-cosθ).空气的折射率为1.
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【题目】如图所示,平行板电容器已经充电,静电计的金属球与电容器的一个极板连接,外壳与另一个极板连接,静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差.实验中保持极板上的电荷量Q不变.设电容器两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.下列关于实验现象的描述正确的是( )
A. 保持d不变,减小S,则θ变小
B. 保持S不变,减小d,则θ不变
C. 保持S不变,增大d,则θ增大
D. 保持S、d不变,在两板间插入电介质,则θ变大
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【题目】从中国科学院微小卫星创新研究院获悉,北斗卫星导航系统(BDS),预计今年将发射18颗卫星.这就意味着:北斗将全覆盖亚洲地区,尤其是一带一路沿线国家.如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图,己知a、b、c三颗卫星均做圆周运动,a是地球同步卫星,a和b的轨道半径相同,且均为c的k倍,己知地球自转周期为T。则
A. 卫星b也是地球同步卫星
B. 卫星a的向心加速度是卫星c的向心加速度的k2倍
C. 卫星c的周期为
D. a、b、c三颗卫星的运行速度大小关系为va=vb=
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