题目内容
如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0.10 m、匝数n＝20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B＝
T，线圈的电阻为R1＝0.50 Ω，它的引出线接有R2＝9.5 Ω的小电珠L.外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠．当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计)．求：
(1)小电珠中电流的最大值；
(2)电压表的示数；
(3)t＝0.1 s时外力F的大小；
(1) 0.16 A. (2) 1.07 V(3) 0.128 N.
【解析】(1)由题意及法拉第电磁感应定律知道，由于线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的最大值为：Em＝nBlv＝nB2πrvm，电路总电阻为：R1＋R2，那么小电珠中电流的最大值为Im＝
＝
＝0.16 A.
(2)电压表示数为有效值
U＝
＝
ImR2＝×0.16×9.5 V＝0.76
V≈1.07
V.
(3)当t＝0.1 s也就是T/4时，外力F的大小为F＝nB2πrIm＝
vm＝0.128 N.
本题考查了法拉第电磁感应以及交流电的综合知识，由题意及法拉第电磁感应定律知道，由于线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，可求出线圈中的感应电动势的最大值，根据欧姆定律可得电流的最大值，对于交流电电路中的电表示数都为有效值，
＝ ，小车运动的加速度a= ．
数据如表中所示．根据表中数据，在图丙坐标纸中作出F不变时a与
(10分)如图甲所示是某同学设计的“探究加速度a与力F、质量m的关系”的实验装置图，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度可由纸带求得。
⑴该同学对于该实验的认识，下列说法中正确的是 ；
A．该实验应用了等效替代的思想方法
B．该实验应用了控制变量的思想方法
C．实验时应先释放小车后接通电源
D．实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，其前提必须保证砂和砂桶总质量远远大于小车的质量
⑵如图乙所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点，其中计数点间还有若干个点未标出，设相邻两个计数点间的时间间隔为T。该同学用刻度尺测出AC间的距离为s1，BD间的距离s2，则打B点时小车运动的速度vB＝ ，小车运动的加速度a＝ ；
⑶某实验小组在实验时保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
数据如表中所示．根据表中数据，在图丙坐标纸中作出F不变时a与的图象。
|
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
小车加速度a/m·s－2 |
1.72 |
1.49 |
1.25 |
1.00 |
0.75 |
0.50 |
|
小车质量m/kg |
0.29 |
0.33 |
0.40 |
0.50 |
0.71 |
1.00 |
|
|
3.50 |
3.00 |
2.50 |
2.00 |
1.40 |
1.00 |
