题目内容

如下图甲所示,边长为和L的矩形线框互相垂直,彼此绝缘,可绕中心轴转动,将两线框的始端并在一起接到滑环C上,末端并在一起接到滑环D上,C、D彼此绝缘,外电路通过电刷跟C、D连接,线框处于磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场中,磁场边缘中心的张角为450,如下图乙所示(图中的圆表示圆柱形铁芯,它使磁铁和铁芯之间的磁场沿半径方向,如图箭头方向所示).不论线框转到磁场中的什么位置,磁场的方向总是沿着线框平面.磁场中长为的线框边所在处的磁感应强度大小恒为B,设线框的电阻都是r,两个线框以角速度ω逆时针匀速转动,电阻R=2r。
(1)求线框转到如乙图所示位置时,感应电动势的大小;
(2)求转动过程中电阻R上电压的最大值;
(3)从线框进入磁场开始计时,作出0~T(T是线框转动周期)的时间内通过R的电流随时间变化的图象;
(4)求在外力驱动下两线框转动一周所做的功.
解:(1)不管转到何位置,磁场方向、速度方向都垂直,所以有……………………………………………(2分)(2)在线圈转动过程中,只有一个线框产生电动势,相当电源,另一线框与电阻R并联组成外电路,故…………………………………………………………(2分)………………………………………………………(2分)………………………………………………(2分) (3)流过R的电流 (2分)图象如图所示。………………………(2分)(4)每个线圈作为电源时产生的功率为`………………(2分)根据能量守恒定律得两个线圈转动一周外力所做的功为…………(2分)
练习册系列答案
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(1)在做“油膜法估测分子的直径”的实验中,

       ①下列操作错误的是           (    )

       A.将纯油酸直接滴在水面上

       B.向量筒中滴1 mL酒精油酸溶液,记下其滴数

       C.用试管向水面倒酒精油酸溶液少许

       D.在计算油膜面积时,凡是占到方格的一部分的都计入方格的总数

   

②设酒精油酸溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL,用注射器量得1 mL上述溶液中有液滴50滴,然后把痱子粉均匀地撒在水面上,接着把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如下图所示,已知坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm,则油酸分子的直径约为         m(保留一位有效数字).

(2)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示.分别是光电门的激光发射和接收装置.当有物体从间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.

现利用如图乙所示装置测量边长为的立方体滑块和长l m左右的木板间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).让滑块从木板的顶端滑下,光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 (数量级s),用20分度的游标卡尺测量小滑块的宽度,其读数如图丙所示.

①读出滑块的宽度=        cm.

②滑块通过光电门l的速度=      ,滑块通过光电门2的速度=      (用字母表示).

③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为g,为完成测量,除了研究和斜面倾角之外,还需测量的物理量是                (说明该量的物理意义,同时指明代表物理量的字母).

④用③中各量求解动摩擦因数的表达式         (用字母g及③中所测量的物理量表示).

(1)在做“油膜法估测分子的直径”的实验中,

       ①下列操作错误的是           (    )

       A.将纯油酸直接滴在水面上

       B.向量筒中滴1 mL酒精油酸溶液,记下其滴数

       C.用试管向水面倒酒精油酸溶液少许

       D.在计算油膜面积时,凡是占到方格的一部分的都计入方格的总数

   

②设酒精油酸溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL,用注射器量得1 mL上述溶液中有液滴50滴,然后把痱子粉均匀地撒在水面上,接着把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如下图所示,已知坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm,则油酸分子的直径约为         m(保留一位有效数字).

(2)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示.分别是光电门的激光发射和接收装置.当有物体从间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.

现利用如图乙所示装置测量边长为的立方体滑块和长l m左右的木板间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).让滑块从木板的顶端滑下,光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 (数量级s),用20分度的游标卡尺测量小滑块的宽度,其读数如图丙所示.

①读出滑块的宽度=        cm.

②滑块通过光电门l的速度=      ,滑块通过光电门2的速度=      (用字母表示).

③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为g,为完成测量,除了研究和斜面倾角之外,还需测量的物理量是                (说明该量的物理意义,同时指明代表物理量的字母).

④用③中各量求解动摩擦因数的表达式         (用字母g及③中所测量的物理量表示).

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