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如图所示,N=50匝的矩形线圈 abcd,边长ab=20cm,ad=25cm,放...

如图所示,N=50匝的矩形线圈 abcd,边长ab=20cm,ad=25cm,放在磁感强度B=0.4T 的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO'轴以 n=3000r/min 的转速匀速转动,线圈电阻r=1Ω,外电路电阻R=9Ω,t=0 时,线圈平面与磁感线平行,ab边正转出纸外、cd边转入纸里.
(1)在图中标出 t=0 时感应电流的方向.
(2)写出线圈感应电动势的瞬时表达式.
(3)线圈转一圈外力做功多大?
(4)从图示位置转过90°过程中流过电阻R 的电量是多大?

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(1)根据右手定则得出感应电流的方向 (2)根据感应电动势的瞬时值表达式e=nBωScosωt即可求解; (3)先求电动势有效值,根据闭合电路欧姆定律求得电流,1min内R上消耗的电能为W=I2Rt;外力对线圈做功的功率等于总电阻产生热量的功率; (4)线圈由如图位置转过30的过程中,△φ=BSsin30°,通过R的电量为   Q=. 【解析】 (1)根据右手定则得出感应电流的方向是adcb,如图: (2)n=3000r/min 的转速匀速转动,所以线圈的角速度ω=100π rad/s 感应电动势的最大值为:Em=nBSω=314V 所以感应电动势的瞬时值表达式为e=nBωScosωt=314cos100πt(V) (3)电动势有效值为E= 电流I= 线圈转一圈外力做功等于电功的大小,即W=I2(R+r)T=98.6J (4)线圈由如图位置转过90°的过程中,△Φ=BSsin90°  通过R的电量为   Q==0.1C   答:(1)如图. (2)线圈感应电动势的瞬时表达式e=314cos100πt(V). (3)线圈转一圈外力做功98.6J (4)从图示位置转过90°过程中流过电阻R 的电量是0.1C
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考点分析:
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( 2 )将仪器实物连接成实验电路.
( 3 )写出仪器连接好后的实验操作步骤.
( 4 )仅从实验原理的角度来看,本实验中电压表内阻的测量值r和真实值 r相比______(选:A.r>r ,B.r<r,C.r=r,D.r有可能大于r,也可能小于 r )
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实验方法:用超声测距测速仪等仪器测量小孔向上的塑料球空中竖直下落时的下落距离、速度随时间变化的规律.
实验步骤:A.用天平测量空球的质量m,
B.测量球在空中下落过程中不同时刻的下落位移,将数据填入表格中,如表所示;
时刻( s )下落位移 ( m )
0.00.0
0.40.045
0.80.399
1.20.798
1.61.198
2.0x
C.用天平称出与空球质量相等的三份胶泥,每次把一份胶泥从小孔填入球中,使球的总质量分别为m2=2m,m3=3m、m4=4m;
每填入一份胶泥后,让球从空中下落,记录下落过程中不同时刻的速度,由此得到总质量不同时球下落的 4 组速度-时间图线如坐标图所示:图线 ①为总质量为 m 时的图线,②、③、④分别是总质量为m2、m3、m4时的图线.对实验数据进行分析、归纳后,得出结论.请你为他回答下列问题:
(l)表格中 x 处的数值为______
(2)各条图线的共同特点是:在下落的开始阶段做______运动,最后做______运动.
(3)比较图线 ①和 ④在 1.0~1.5s时间段内,两者速度随时间变化关系的差异是______
(4)从图线可大致得出空气阻力 f 与速度大小的函数关系为f=______
(5)简略地回答根据图线和有关的物理规律怎样分析出运动物体所受空气阻力与运动速度的关系.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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