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4.一個矩形線框在一個有界勻強磁場中繞對稱軸以角速度ω勻速旋轉,轉軸恰與磁場的邊界重合,如圖所示,磁感應強度為B,線框的長邊長為L,短邊長為0.6L,線框總電阻為R,以線圈經過圖示的位置開始計時,并規定電流方向沿a→b→c→d→a為正方向,試:
(1)寫出線框中的感應電流隨時間變化關系的表達式;
(2)作出線圈內感應電流隨時間變化的圖象.

分析 分析線圈轉動規律,明確所求電動勢的大小及所對應的規律即可得出對應的圖象;注意分別對左右兩邊進行分析.

解答 解:(1)線圈始終有一半在磁場中轉動,根據最大值表達式可知,Em=BL×0.3Lω=0.3BL2ω; 起始歸電動勢為零,當cd邊進入磁場時電流方向改變;故表達式為正弦規律;
故e=0.3BL2ωsinωt;
(2)根據表達式可知圖象如圖所示;
答:(1)表達式為:e=0.3BL2ωsinωt;
(2)圖象如圖所示;

點評 本題考查線圈切割磁感線產生感應電動勢的規律,要注意明確左右兩邊分別在線圈中進行切割,分別分析其對應的方向和大小即可.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖,兩根相同的輕質彈簧,沿足夠長的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部擋板上,斜面固定不動.質量不同、形狀相同的兩物塊分別置于兩彈簧上端.現用外力作用在物體上,使兩彈簧具有相同的壓縮量,若撤去外力后,兩物塊由靜止沿斜面向上彈出并離開彈簧,則從撤去外力到物塊速度第一次減為零的過程,下列說法正確的是(  )
A.質量大的物體最大速度較大
B.質量大與質量小的物體最大加速度相同
C.質量大的物體的最大高度較大
D.從離開彈簧到速度第一次為零處,質量大的物體時間較短

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.如圖所示,半徑為R的光滑半圓弧絕緣軌道固定在豎直面內,磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于軌道平面向里.一可視為質點、質量為m、電荷量為q(q>0)的小球由軌道左端A無初速滑下,當小球滑至軌道最低點C時,給小球再施加一始終水平向右的外力F,使小球能保持不變的速率滑過軌道右側的D點.若小球始終與軌道接觸,重力加速度值為g,則下列判斷正確的是(  )
A.小球在C點受到的洛倫茲力大小為qB$\sqrt{2gR}$
B.小球在C點對軌道的壓力大小為3mg+qB$\sqrt{2gR}$
C.小球從C到D的過程中,外力F的大小保持不變
D.小球從C到D的過程中,外力F的功率逐漸增大

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.如圖甲所示的光電門傳感器是測定物體通過光電門的時間的儀器.其原理是發射端發出一束很細的紅外線到接收端,當固定在運動物體上的一個已知寬度為d的擋光板通過光電門擋住紅外線時,和它連接的數字計時器可記下擋光的時間△t,則可以求出運動物體通過光電門時的瞬時速度大小.

(1)為了減小測量瞬時速度的誤差,應選擇寬度比較窄 (選填“寬”或“窄”)的擋光板.
(2)如圖乙是某同學利用光電門傳感器探究小車加速度與力之間關系的實驗裝置,他將該光電門固定在水平軌道上的B點,用不同重物通過細線拉同一小車,小車每次都從同一位置A點靜止釋放.
①如圖丙所示,用游標卡尺測出擋光板的寬度d=7.40 mm,實驗時將小車從圖乙A點靜止釋放,由數字計時器記下擋光板通過光電門時擋光時間間隔△t=0.02s,則小車通過光電門時的瞬時速度大小為0.37m/s;(結果保留兩位有效數字)
②實驗中設小車的質量為m1,重物的質量為m2,則在m1與m2滿足關系式m1>>m2時可近似認為細線對小車的拉力大小與重物的重力大小相等;
③測出多組重物的質量m2和對應擋光板通過光電門的時間△t,并算出小車經過光電門時的速度v,通過描點作出兩物理量的線性關系圖象,可間接得出小車的加速度與力之間的關系.處理數據時應作出v2-m2 圖象(選填“v2-m1”或“v2-m2”);
④某同學在③中作出的線性關系圖象不過坐標原點,如圖丁所示(圖中的m表示m1或m2,其可能的原因是操作過程中平衡摩擦力過量.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

19.為了減少因火力發電站中煤的燃燒對大氣的污染而大力發展水電站.某一水電發電機組設計的發電機組的輸出電功率為9.8×104W,輸出電壓為350V,取g=9.8m/s2
(1)若水流量為Q=2m3/s,發電機效率為80%,求水位的落差.
(2)若采用直接輸電,輸電線路的總電阻為0.4Ω,求輸電線路損耗的功率.
(3)為減少輸送功率損失,先用一升壓變壓器將電壓升高再輸出,允許損失的功率為輸送功率的5%,所需電壓為220V,輸電線路的總電阻為4Ω,則升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數比各是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.如圖所示的電源的電流與路端電壓的關系曲線中,m、n分別為電源和定值電阻的圖線,則以下說法正確的是(  )
A.該電源的內阻r=0.5Ω
B.定值電阻的阻值為$\frac{1}{3}$Ω
C.如果將電阻直接接在該電源上,則該定值電阻消耗的電功率為4W
D.改變負載,電源的最大輸出功率為為4W

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

16.下列說法中正確的是(  )
A.電荷、電流周圍一定都存在磁場
B.電場一定對電荷有力的作用
C.磁場一定對電荷有力的作用
D.磁極之間、電流之間的相互作用都是通過磁場發生的

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.如圖為一列簡諧橫波在t1=0時刻的波形圖,此時質點M正處于平衡位置且沿y軸負方向運動,到t2=0.7s時質點M恰好第二次到達y軸正方向的最大位移處,求:
(1)該列波的傳播方向和波速大小;
(2)從t1=0到t3=1.0s時間內質點N通過的路程;
(3)質點N在t3=1.0s時偏離平衡位置的位移.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.如圖所示,R1=8.0Ω,R2=5.0Ω,當單刀雙擲開關S扳到位置1時,則得的電流I1=0.2A;當S扳到位置2時,測得電流I2=0.3A.求電源電動勢E和內電阻r.

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