题目内容
15.如图C213所示,矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈匝数n=40匝,内阻r=0.1Ω,长l1=0.05m,宽l2=0.04m,转速为3000r/min,磁场的磁感应强度B=$\frac{1}{π}$ T,线圈两端接有阻值为R=9.9Ω的用电器和一个交流电流表.求:(1)线圈中磁通量最大变化率
(2)从图示位置开始,线圈转过60°和120°,通过用电器的电荷量之比;
(3)1min内外力需要提供的能量.
分析 (1)线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为Em=NBSω.
(2)$\overline{E}=n\frac{△∅}{△t}$计算平均感应电动势,由q=It可求得电量,即可判断.
(3)用电器消耗的电功率P=I2R,I是电流的有效值.
解答 解:(1)产生的感应电动势的最大值为)Em=nBSω=5.0 V
根据${E}_{m}=n\frac{△∅}{△t}$可知,$\frac{△∅}{△t}=\frac{{E}_{m}}{n}$=0.125V
(2)由 q=$\overline{I}$t=$\frac{\overline{E}}{R+r}$t=$\frac{n△∅}{R+r}$可得.$\frac{{q}_{1}}{{q}_{2}}=\frac{1-cos60°}{1+cos60°}=\frac{1}{3}$
(3)根据闭合电路的欧姆定律可知回路中的电流为I=$\frac{E}{R+r}=\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}(R+r)}$=0.35 A
由能量守恒定律得E′=Q=I2(R+r)t=74 J.
答:(1)线圈中磁通量最大变化率我0.125V
(2)从图示位置开始,线圈转过60°和120°,通过用电器的电荷量之比为1:3;
(3)1min内外力需要提供的能量为74J.
点评 本题考查交变电流最大值、有效值的理解和应用的能力,对于交流电表的测量值、计算交流电功率、电功等都用到有效值.
练习册系列答案
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17.如图所示,放在水平地面上的质量为m的物体,与地面的动摩擦因数为μ,在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动.弹簧没有超出弹性限度,则( )
A. | 弹簧的伸长量为$\frac{mg}{k}$ | |
B. | 弹簧的伸长量为$\frac{μmg}{k}$ | |
C. | 物体受到的支持力与它对地面的压力是一对作用力与反作用力 | |
D. | 弹簧对物体的弹力与物体受到的摩擦力是一对平衡力 |
18.如图所示,卡车沿水平路面向左做直线运动,车厢上平放着质量为m的木箱,与卡车保持相对静止.车厢尾部的竖直支架上用细线悬挂有一个质量也为m的小球,频闪相机拍下的某一张照片上发现小球偏向后方,细线与竖直方向夹角为θ,则关于这一瞬间的分析正确的是( )
A. | 车一定做加速运动 | B. | 木箱受到的摩擦力为mgtanθ | ||
C. | 细线的拉力可能为$\frac{mg}{cosθ}$ | D. | 小球可能受力平衡 |
20.2016年10月19日“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功实现自动交会对接,在距地面393公里的圆形轨道上进行对接形成组合体,航天员景海鹏、陈东进驻“天宫二号”,组合体在轨飞行30天,期间进行了多项科学实验和科普活动.下列说法正确的是( )
A. | 对接后的组合体运动周期大于地球的自转周期 | |
B. | “神舟十一号”在变轨前后的线速度可能大于7.9km/s | |
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7.古时有“守株待兔”的寓言,设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死,并设兔子与树桩作用时间为0.2s,则被撞死的兔子其奔跑的速度可能为(g=10m/s2)( )
A. | 1.5 m/s | B. | 2 m/s | C. | 1 m/s | D. | 2.5 m/s |
4.在某次帆船运动比赛中,质量为500kg的帆船,在风力和水的阻力共同作用下做直线运动的 v-t图象如图所示.下列表述正确的是( )
A. | 在0~1 s内,合外力对帆船做了1 000 J的功 | |
B. | 在0~2 s内,合外力对帆船做了250 J的负功 | |
C. | 在1~2 s内,合外力对帆船不做功 | |
D. | 在0~3 s内,合外力始终对帆船做正功 |
5.一颗自由下落的小石头,经过某点时的速度是10m/s,经过另一点的速度是30m/s,则经过这两点的时间和两点的距离是(不计空气阻力,g取10m/s2)( )
A. | 1s 5m | B. | 2s 40m | C. | 3s 45m | D. | 4s 80m |