题目内容

19.南昌二中第46届田径运动会于2015年10月23日胜利召开.在运动会开幕式上,一航拍直升机悬停在学校操场上空某处.该处地磁场的磁感应强度沿竖直方向的分量为B,直升机金属螺旋桨叶片长为L,螺旋桨转动的频率为f,站在地面向上看,螺旋桨作顺时针方向转动.螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示.如果忽略a到转轴中心线的距离,求每个叶片在转动过程中产生的电动势E,并指出a、b两点哪一端电势较高.

分析 先根据螺旋桨转动的频率f计算出转动的角速度,利用角速度计算B点的线速度,再利用感应电动势公式E=BLv计算,根据右手定则判断电流方向,即可判断a,b的电势情况;

解答 解:螺旋桨转动的频率为f,则转动的角速度ω=2πf
b点的线速度为v=ωL=2πfL
叶片转动的平均速度$\overline{v}=\frac{v}{2}=πfL$
则每个叶片在转动过程中产生的电动势E=BL$\overline{v}$=πfL2B
由右手定则可知,感应电流方向由a→b,则a点电势高于b点电势
答:每个叶片在转动过程中产生的电动势E为πfL2B,且a点电势高于b点电势.

点评 本题的关键是熟悉导体切割磁感线时的感应电动势的计算公式,从题目已知去寻找物理量,另外熟悉右手定则的使用.

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