题目内容

(09年厦门市质检)(14分)某种发电机的内部结构平面图如图甲,永磁体的内侧为半圆柱面形,它与圆柱形铁芯之间的窄缝间形成如图所示B=0.5T的磁场。在磁场中有…个如图乙所示的U形导线框abcd。已知线框ab和ed边长均为0 2m,bc长为0.4m,线框以w=200rad/s角速度顺时针匀速转动。

   

(1) 从线框bc边转到图甲所示正上方开始计时,求t2.5×10s这一时刻线框中感应电动势的大小。(感应电动势的结果保留两位有效数字)

(2) 从线框be边转到图甲所示正上方开始计时,请在给定的坐标平面内画出ad两点电势差uad随时间变化的关系图线。(U正值表示U>U)

(3) 如将此电压Uad加在图丙所示的竖直放置的平行金属板上,且u.为正时P板电势高,让一质量为m=6.4×10kg,电量为a=3.2×10的带正电微粒从L=2.0×10 s.刻开始由静止从p板出发向口板运动,已知po板问距L=1.0m,则粒子由P板出发后,将以多大的动能撞击Q板?(粒子重力不计)

解析:(1)线框转动过程中,bc边始终和磁场方向垂直,感应电动势大小不变,则

 

         的感应应电动势为         ①  (3分)

 

          代入数据得:              (1分)

 

       (2)线框转动的周期   

 

                        ②

 

          从开始,为正值,为负值,图象如图

 

 

 

(3)在PQ上加电压后,板间产生强度E不变,方向交替变化的电场,微粒从时刻开始运动,一个周期内的运动情况如图,设微粒在电场中运动的加速度为a

 

 

          ③

 

       其中            ④

 

        ⑤  (1分)

 

        ⑥  (1分)

 

微粒在一个周期内前进的距离       ⑦

 

由③④⑤⑥各式得:               (1分)

 

              

 

由于粒子做往复运动,所以实际运动时间小于16T

 

      

     ⑧   (1分)

 

      

 

根据动能定理有

 

        ⑨ (1分)

 

解得:    ⑩  (1分)

练习册系列答案
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(09年厦门市质检)(10分)同学们知道,将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池,但日常生活中我们很少用“水果电池”, 这是为什么呢?某学习小组的同学准备就此问题进行探究。

(1) 同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中,电动势大约会有1伏多一点。甲同学找来了一个土豆做实验,当用量程为0~3V、内阻约50k,的电压表测其两极时读数为0.96V,但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V.0.5A”的小灯泡供电时,灯泡并不发光,检查灯泡、线路均无故障。据你猜想,出现这种现象的原因

                                 (不要求写分析、推导过程)

(2) 乙同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极,测得电流为0.32mA,根据前面电压表测得的0.96V电压,估算出“土豆电池”的内阻值,其值为            

 (3) 为了更准确测定一个“土豆电池”的电动势和内阻,实验室提供了以下一些器材可供选择

A.电流表A1(量程为0~0 6A,内阻r1=ln)

B.灵敏电流表A4,(量程为0~0.6mA,内阻r=800

C.灵敏电流表A,(量程为0~250A,内阻未知)

D.滑动变阻器R(最大阻值约10)

E.定值电阻R。(阻值2kD.)

F变阻箱R’(0~99991))

G.开关s和导线若干

①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻,实验中除了带有锌、铜两电极的水果电池外,还应选择的器材是           (填器材前的字母代号);

②利用①问中选择的器材,在右方框中画出测量的的电路图(图中要标明相关器材的字母代号)。

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