题目内容
一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝,线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以如图所示的角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.
(1) 线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大?
(2) 电压表的示数是多少?
(3)设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计,线圈转一周,柴油机做多少功?
(4)从图示位置开始,线圈转过60°的过程中通过R的电量是多少?
(1)Em=NBSω=NBωL2 …2分
(1)线圈平面与B成60°角时的瞬时感应电动势 e=Em·cos60°=
NBωL2. …2分
(2)![]()
(3)电动势的有效值E=
…1分
电流的有效值I=
…1分
柴油机做的功转化为电能,线圈转一周柴油机做的功
W=EIt=
t=
·
=
. …2分
(4)因为I平均=
=
, …2分
故电量q=I平均·Δt=
=
. …2分
某同学对有故障的电热毯进行探究,图(a)是电热毯的电路示意图,其中电热线和导线通过金属接线片连接,图(b)为测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表和电流表均可视为理想电表。
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(1)断开K1,用测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障,然后测得电热线的U-I曲线如图(c)所示。可求得此电热线的电阻为 Ω。
(2)在答题卷虚线框内画出与图(b)对应的电路原理图。
(3)为了进一步检查故障,该同学闭合开关K1和K2,用表笔A和B分别对图(a)中所示的各点进行测试,部分测试结果如下表所示。由此测试结果可判断出电路有断路,位置在 (在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项)。
| 测试点 | 3和3′ | 1和1′ | 1和3 | 1和2′ | 2′和3′ | |
| 电表指针有无偏转 | 电压表 | 有 | 有 | 无 | 有 | 无 |
| 电流表 | 无 | 有 | 有 | 无 | 有 |