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据报道,我国实施的“双星”计划所发射的卫星中放置一种磁强计(霍尔元件传感器),用...

据报道,我国实施的“双星”计划所发射的卫星中放置一种磁强计(霍尔元件传感器),用于测定地磁场的磁感应强度等研究项目.磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面是宽为a、高为b的长方形,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿x轴正方向、电流强度为I的电流.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电量为e.金属导电过程中,自由电子所做的定向移动可视为匀速运动.测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则:
(1)金属导体前后两个侧面哪个电势较高?
(2)求磁场磁感应强度B的大小.

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电子定向移动形成电流,根据电流的方向得出电子定向移动的方向,根据左手定则,判断出电子的偏转方向,在前后两侧面间形成电势差,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下平衡,根据平衡求出磁感应强度的大小. 【解析】 (1)电子定向移动的方向沿x轴负向,所以电子向前表面偏转,则前表面带负电,后表面失去电子带正电,后侧面的电势较高.                                (2)当金属导体中自由电子定向移动时受洛伦兹力作用向前侧面偏转,使得前后两侧面间产生电势差,当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时,前后两侧面间产生恒定的电势差.因而可得 q=n(abvt)e 由以上几式解得磁场的磁感应强度 . 答:(1)后侧面的电势较高. (2)磁场磁感应强度B的大小为.
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考点分析:
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如图所示,交流发电机的矩形线圈abcd中,ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100,线圈电阻r=0.2Ω,外电阻R=4.8Ω.线圈在磁感强度B=0.05T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动,转速n=50r/s.求:
(1)产生感应电动势的最大值;
(2)若从图示位置开始计时,写出感应电流随时间变化的函数表达式;
(3)发电机输出功率.

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淮安市某发电厂引进秸秆焚烧发电机设备,该发电机输出功率为40kW,输出电压为400V,用变压比(原、副线圈匝数比)为n1:n2=1:5的变压器升压后向某小区供电,输电线的总电阻为r=5Ω,到达该小区后再用变压器降为220V.
(1)画出输电过程的电路示意图;
(2)求输电线上损失的电功率;
(3)求降压变压器的变压比n3:n4
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用电阻为18Ω的均匀导线弯成如图所示直径D=0.80m的封闭金属圆环,环上AB弧所对圆心角为60°,将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里.一根每米电阻为1.25Ω的直导线PQ,沿圆环平面向左以v=3.0m/s的速度匀速滑行(速度方向与PQ垂直),滑行中直导线与圆环紧密接触(忽略接触处的电阻),当它通过环上A、B位置时,求:
(1)直导线AB段产生的感应电动势,并指明该段直导线中电流的方向;
(2)此时圆环上发热损耗的电功率.

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学习了法拉第电磁感应定律E∝manfen5.com 满分网后,为了定量验证感应电动势E与时间△t成反比,某小组同学设计了如图所示的一个实验装置:线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上,强磁铁和挡光片固定在运动的小车上.每当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间△t,同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的感应电动势E.利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出,就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间△t.
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在一次实验中得到的数据如下表:
     次数
测量值
12345678
E/V0.1160.1360.1700.1910.2150.2770.2920.329
△t/×10-3s8.2067.4866.2865.6145.3404.4623.9803.646
(1)观察和分析该实验装置可看出,在实验中,每次测量的△t时间内,磁铁相对线圈运动的距离都______(选填“相同”或“不同”),从而实现了控制______不变;
(2)在得到上述表格中的数据之后,为了验证E与△t成反比,他们想出两种办法处理数据:第一种是计算法:算出______,若该数据基本相等,则验证了E与△t成反比;第二种是作图法:在直角坐标系中作_______关系图线,若图线是基本过坐标原点的倾斜直线,则也可验证E与△t成反比.
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传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用.有一种测量人的体重的电子秤,其测量部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)、显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成.压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa,且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示.设踏板和压杆的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V,取g=10m/s2.请回答:
压力F/N250500750100012501500
电阻R/Ω300270240210180150120
(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘______A处.
(2)如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20mA,则此人的体重是______kg.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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