满分5 > 高中物理试题 >

电磁炉专用平底锅和锅壁均由耐高温绝缘材料制成,起到加热作用的是安在锅底的一系列半...

电磁炉专用平底锅和锅壁均由耐高温绝缘材料制成,起到加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环(如右图所示),导电环所用的材料每米的电阻为0.125πΩ,从中心向外第n个同心圆环的半径为rn=(2n-1)r1 (n=1,2,3,4,5,6,7),已知r1=1.0cm.当电磁炉开启后,能够产生垂直于锅底方向的变化磁场,该磁场的磁感应强度B随时间的变化率为manfen5.com 满分网=100manfen5.com 满分网πsinωt T/s,求:
(1)半径为r1的导电圆环中感应电流的最大值是多少?
(2)假设导电圆环产生的热全部以波长为1.0×10-6m的红外线光子辐射出来,那么半径为r1的导电圆环上每分钟辐射出的光子数是多少?
(3)若不计其它损失,所有导电圆环释放的总功率P是多少?


manfen5.com 满分网
(1)根据法拉第电磁感应定律求出第n环中感应电动势的最大值,由欧姆定律求第n环中感应电流的最大值,再得到第1环的电流最大值. (2)由题,电能全部转化为光能,根据能量守恒列式求光子数.光子的能量E=. (3)半径为r1环的功率P1为 P1=I12R1,根据功率公式得到半径为rn环的功率Pn=In2Rn,再求总功率P. 【解析】 (1)设感应电动势为 E,感应电动势最大值为 Emax 由法拉第电磁感应定律可得  E==S=100πsinωt•S     则第n环中感应电动势最大值  E max=100π•πrn2 代入数据解得  Emax=103 rn2                         第n环的电阻为  Rn=0.125π•2πrn=2.5rn                     第n环的电流最大值为 Imax==400 rn 代入数据解得,第1 环的电流最大值为 I1max=400×10-2A=4A  (2)设半径为r1导电圆环上每分钟辐射的光子数为 N,电能全部转化为光能.   I12R1t1=N       ①  I 1=I1max=4A   ② 由①、②可得 N=1.2×1020                                  (3)半径为r1环的功率P1为 P1=I12R1=0.4w                              半径为rn环的功率Pn,则 Pn=In2Rn=(rn)2×2.5rn=4002×2.5rn3=(2n-1)3P1   7个导电圆环释放的总功率P   P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7=1.9×103W             答: (1)半径为r1的导电圆环中感应电流的最大值是4A. (2)半径为r1的导电圆环上每分钟辐射出的光子数是1.2×1020. (3)若不计其它损失,所有导电圆环释放的总功率P是1.9×103W.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
美国宇航局的冥王星探测器“新地平线”今年初成功发射,预计2015年到达冥王星,有助于全面了解冥王星本身、太阳系形成的诸多谜团.“新地平线”号探测器使用了“离子发动机”推进技术,其原理是使探测器内携带的惰性气体氙(manfen5.com 满分网Xe)的中性原子变为一价离子,用电场加速这些氙离子,使其从探测器尾部喷出,利用反冲获得推动力.已知探测器上离子发动机向外喷射氙离子的等效电流I=0.64A,氙离子被喷出时的速度v=2.9×104 m/s.求:
(1)“新地平线”号探测器得到的推动力F是多大?
(2)“新地平线”号探测器飞行9年到达坦普尔1号彗星,试估算探测器来回至少需带多少氙.
(3)你认为为什么要选用氙?请任意说出一个理由.(基本电荷e=1.6×10-19C,原子质量单位1u=1.66×lO-27kg,1年=3.2×107s,结果保留两位有效数字)
查看答案
如图所示,在平面镜MN上放有一块厚度为d的玻璃砖,其上表面离天花板的距离为h,天花板O点装有一点光源S,在O点的正下方贴上一块半径为r的圆形不透明纸,这时光源S发出的光经玻璃折射和平面镜反射后又能回射到天花板上,但留下一个半径为R的圆形影区AB.
(1)画出相应的光路图;
(2)求玻璃的折射率.

manfen5.com 满分网 查看答案
证明:交流电动势公式ε=nBSωsinωt.(从中性面计时)
查看答案
如图所示,光滑水平面上静止放着长L=2.0m、质量M=3.0kg的木板.一个质量m=1.0kg的小物体放在离木板右端d=0.40m处,m与M之间的动摩擦因数μ=0,10,今对木板施加水平向右的拉力F=10N,为使木板能从物体下方被抽出,此拉力作用不得少于多少时间?

manfen5.com 满分网 查看答案
现有一种特殊的电池,它的电动势E约为9V,内阻r约为50Ω,已知该电池允许输出的最大电流为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图a所示的电路进行实验.图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑,R为电阻箱,阻值范围0~9999Ω,R是定值电阻,起保护电路的作用.
(1)实验室备有的定值电阻有以下几种规格:
A.10Ω,2.5W     B.100Ω,1.OW    C.200Ω,1.OW    D.2000Ω,5.0W
本实验应选哪一种规格?
答:______(只需填规格的代号).
manfen5.com 满分网
(2)该同学接入符合要求的R后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数,改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图b所示的图线.则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为______V,内阻r为______Ω.
(3)现有一阻值为10.0Ω的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,请设计一个能粗略测定上述电源的电动势和内阻的实验方案.(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势)要求:
①画出实验电路图;
②简要写出完成接线后的实验步骤;
③写出用测得的量计算电源内阻的表达式.
查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.