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如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半...

如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.1m、匝数n=20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0.2T,线圈的电阻为2Ω,它的引出线接有8Ω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,便有电流通过电珠.当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时(x取向右为正),求:
(1)线圈运动时产生的感应电动势E的大小;
(2)线圈运动时产生的感应电流I的大小,并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象(在图甲中取电流由C向上流过电珠L到D为正);
(3)每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小;
(4)该发电机的输出功率P(摩擦等损耗不计);
(5)某同学说:“该线圈在运动过程中,磁感线始终与线圈平面平行,线圈中的磁通量始终为零,磁通量保持不变,因此线圈中应该没有感应电流产生,但实际却产生了电流,如何解释这个问题呢?”对这个问题说说你的看法.

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(1)从图象可以看出,线圈来回做匀速运动,求出速度,即可求出感应电动势. (2)电动势大小一定,所以电流的大小一定,根据右手定则,判断出电流的方向. (3)推动线圈的过程中,因为是匀速,所以推力等于安培力. (4)根据能量守恒定律,发电机的输出功率等于灯泡的功率. (5)磁感线是闭合曲线,在磁铁的内部也有磁感线,这些磁感线穿过线圈,线圈中的磁通量不为0,运动的过程中,磁通量发生变化,不能只看到外部的磁感线. 【解析】 (1)从图可以看出,线圈往返的每次运动都是匀速直线运动,其速度为 v==0.8 m/s    线圈做切割磁感线E=2nπrBv=2×20×3.14×0.1×0.2×0.8=2 V    (2)感应电流 I==0.2 A  电流图象如右图    (3)由于线圈每次运动都是匀速直线运动,所以每次运动过程中推力必须等于安培力. F推=F安=nILB=2nIp rB=2×20×0.2×3.14×0.1×0.2=0.5 N.         (4)发电机的输出功率即灯的电功率.P=I2R2=0.22×8 W=0.32 W            (5)磁感线是闭合曲线,所以在磁铁内部也有磁感线,这些磁感线穿过线圈了,所以线圈中的磁通量不为零,且在运动过程中磁通量发生变化了. 故本题答案:(1)2V.(2)如图.(3)0.5N.(4)0.32W.(5)磁感线是闭合曲线,在磁铁的内部也有磁感线,这些磁感线穿过线圈,线圈中的磁通量不为0,运动的过程中,磁通量发生变化.
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考点分析:
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如图所示,水平地面上放置一个质量为m的物体,在与水平方向成θ角的斜向右上方的拉力F的作用下沿水平地面运动,物体与地面间的动摩擦因数为μ.求:
(1)若物体在拉力F的作用下能始终沿水平面向右运动,拉力F的大小范围;
(2)若物体受到拉力F的作用后,从静止开始向右做匀加速直线运动,2s后撤去拉力,已知F=100N、m=10kg、μ=0.5、θ=37°,撤去拉力后物体滑行的时间t;(sin37°=0.6,cos37°=0.8).
(3)若物体以恒定加速度a=5m/s2向右做匀加速直线运动,维持这一加速度的拉力F的最小值.(已知m=10kg、μ=0.5)

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如图所示电路,电源内阻r=1Ω,R1=2Ω,R2=5Ω,灯L标有“3V,1.5W”,滑线变阻器最大值为R,当滑片P滑到最右端A时,电流表读数为1A,此时灯L恰好正常发光,试求:
(1)当滑片P滑到最左端B时,电流表读数.
(2)当滑片P位于滑线变阻器的中点时,变阻器上消耗的功率.
某同学的部分解法如下:
【解析】
灯L的电阻         manfen5.com 满分网
灯L和(R+R2)并联,并联电阻为:manfen5.com 满分网…①
由RL•IA=(R+R2)•I2(IA、I2分别为通过电流表和R2的电流)得:manfen5.com 满分网…②
流过电源的电流为        I=IA+I2   …③
请问:这位同学的部分解法是否正确?如正确,则继续解答,求出最后结果;如不正确,请说明错在何处,并完成此题.

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manfen5.com 满分网如图所示,粗细均匀的U形管,左端封闭,右端开口,左端用水银封闭着长L=15cm的理想气体,当温度为27℃时,两管水银面的高度差△h=3cm.设外界大气压为1.0×105Pa(即75cmHg).则:
(1)若对封闭气体缓慢加热,为了使左、右两管中的水银面相平,温度需升高到多少℃?
(2)若保持27℃不变,为了使左、右两管中的水银面相平,需从右管的开口端再缓慢注入的水银柱高度h应为多少?
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某同学通过设计实验来探究物体因绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关,他以圆型砂轮为研究对象,研究其转动动能与其质量、半径、角速度等的具体关系.如图所示,砂轮由动力带动匀速旋转,测得其角速度为ω,然后让砂轮脱离动力,用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下,设尺和砂轮间的摩擦力恒为manfen5.com 满分网,不计转轴的质量及其与支架间的摩擦.分别取不同质量、不同半径的砂轮,使其以不同的角速度旋转进行实验,最后得到的数据如表所示:
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(1)该同学计算了其中五次砂轮的转动动能,请你计算其他两次次砂轮的转动动能并填在上面表格的空白处.
(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式______
(3)以上实验运用了物理学中的一个重要的思维方法是:______

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某同学用图甲所示电路,测绘标有“3.8V,0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.根据实验数据,计算并描绘出R-U的图象如图乙所示.
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(1)由图乙可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为______Ω;当所加电压为3.00V时,灯丝电阻为______Ω,灯泡实际消耗的电功率为______W.
(2)根据R-U图象,可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是图丙中的______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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