如圖（3-4-7甲）所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng).已知線圈的匝數(shù)n=100匝，電阻r=1.0 Ω，所圍成矩形的面積S=0.040 m2，小燈泡的電阻R=9.0 Ω，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按如圖（乙）所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=，其中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，T為磁場(chǎng)變化的周期.不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化，求：（1）線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；

（2）小燈泡消耗的電功率；

（3）在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0—的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)小燈泡的電荷量.

      

（甲）                              （乙）

圖3-4-7

解析：（1）因?yàn)榫�圈中產(chǎn)生圖3-4-7的感應(yīng)電流變化的周期與磁場(chǎng)變化的周期相同，所以由圖象可知，線圈中產(chǎn)生交變電流的周期為T=3.14×10-2s

所以線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為 Em=2πnBmS/T=8.0 V.

（2）根據(jù)歐姆定律，電路中電流的最大值為Im= =0.80 A

通過(guò)小燈泡電流的有效值為I=Im/A

小燈泡消耗的電功率為P=I2R=2.88 W.

（3）在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0—T/4周期內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值

通過(guò)燈泡的平均電流

通過(guò)燈泡的電荷量Q==4.0×10-3 C.

答案：(1)Em=8.0 V  (2)P=2.88 W  (3)Q=4×10-3 C

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

實(shí)驗(yàn)題
在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．
小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出．
（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足
M遠(yuǎn)大于m
M遠(yuǎn)大于m
時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤(pán)及盤(pán)中砝碼的重力．
（2）一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該作a與
1
M
1
M
的圖象．
（3）如圖2所示為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是
沒(méi)有平衡摩擦力或平衡時(shí)角度過(guò)�。�
沒(méi)有平衡摩擦力或平衡時(shí)角度過(guò)小．
．
（4）某同學(xué)在做加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：
F
N
 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/（m?s-2） 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51
請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中作出a-F圖象（圖3）；
（5）圖象的斜率的物理意義是
小車的總質(zhì)量的倒數(shù)
小車的總質(zhì)量的倒數(shù)
；
（6）在“探究?jī)蓚�(gè)共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)中，某小組做實(shí)驗(yàn)時(shí)得出如圖4所示的圖（O為橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)）．圖中
F
F
是F1與F2合力的實(shí)驗(yàn)值，為使橡皮筋沿豎直方向伸長(zhǎng)，那么互成角度的兩彈簧秤所施的力F1和F2必須
C
C
．
A．等大  B．互相垂直  C．水平分力，等大反向  D．豎直分力等大
（7）做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車帶動(dòng)紙帶通過(guò)電火花計(jì)時(shí)器，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖5所示．每相鄰兩點(diǎn)間還有四點(diǎn)未畫(huà)出來(lái)，電火花計(jì)時(shí)器使用的是220V、T=0.02s的交流電，求：電火花計(jì)時(shí)器打第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，小車的速度v2=
0.49
0.49
m/s，小車的加速度a=
0.88
0.88
m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

Ⅰ．如圖所示，某同學(xué)在做“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻度線對(duì)齊A條紋中心時(shí)（圖1），游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖（3）所示，第二次分劃板中心刻度線對(duì)齊B條紋中心時(shí)（圖2），游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖（4）所示，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖（3）中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為
11.4
11.4
mm．圖（4）游標(biāo)卡尺的示數(shù)
16.8
16.8
mm．實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋寬度的目的是
減小測(cè)量誤差
減小測(cè)量誤差
，所測(cè)光波的波長(zhǎng)為
675
675
nm．

Ⅱ．某班舉行了一次物理實(shí)驗(yàn)操作技能比賽，其中一項(xiàng)比賽為用規(guī)定的電學(xué)元件設(shè)計(jì)合理的電路圖，并能較準(zhǔn)確的測(cè)量若干個(gè)由幾節(jié)電池組成的電池組（均密封，只引出正負(fù)電極）的電動(dòng)勢(shì)及其內(nèi)阻．給定的器材如下：
A．電流表G（滿偏電流10mA，內(nèi)阻10Ω）
B．電流表A（0～0.6A～3A，內(nèi)阻未知）
C．滑動(dòng)變阻器R0（0～100Ω，1A）
D．定值電阻R（阻值990Ω）
E．開(kāi)關(guān)與導(dǎo)線若干
（1）小劉同學(xué)用提供的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，請(qǐng)你按照電路圖在乙圖上完成實(shí)物連線．

（2）丙圖為該同學(xué)根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路利用測(cè)出的數(shù)據(jù)繪出的I1-I2圖線（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），則由圖線可以得到被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=
7.5
7.5
V，內(nèi)阻r=
5.0
5.0
Ω．
（3）另一位小張同學(xué)對(duì)另一電池組也用上面的實(shí)驗(yàn)連接進(jìn)行測(cè)量，初始時(shí)滑片P在最右端，但由于滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路，合上電鍵后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過(guò)一段距離x后電流表A才有讀數(shù)，于是該同學(xué)根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)作出了兩個(gè)電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系圖，如圖丁所示，則根據(jù)圖象可知，此電池組的電動(dòng)勢(shì)為
9.0
9.0
V，內(nèi)阻為
11.1
11.1
Ω．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

實(shí)驗(yàn)題
在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．
小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出．
（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足______時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤(pán)及盤(pán)中砝碼的重力．
（2）一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該作a與______的圖象．
（3）如圖2所示為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是______．
（4）某同學(xué)在做加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：
數(shù)學(xué)公式0.200.300.400.500.60
a/（m?s-2）0.110.190.290.400.51
請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中作出a-F圖象（圖3）；
（5）圖象的斜率的物理意義是______；
（6）在“探究?jī)蓚�(gè)共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)中，某小組做實(shí)驗(yàn)時(shí)得出如圖4所示的圖（O為橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)）．圖中______是F1與F2合力的實(shí)驗(yàn)值，為使橡皮筋沿豎直方向伸長(zhǎng)，那么互成角度的兩彈簧秤所施的力F1和F2必須______．
A．等大　B．互相垂直　C．水平分力，等大反向　D．豎直分力等大
（7）做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車帶動(dòng)紙帶通過(guò)電火花計(jì)時(shí)器，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖5所示．每相鄰兩點(diǎn)間還有四點(diǎn)未畫(huà)出來(lái)，電火花計(jì)時(shí)器使用的是220V、T=0.02s的交流電，求：電火花計(jì)時(shí)器打第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，小車的速度v2=______m/s，小車的加速度a=______m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

曾經(jīng)流行過(guò)一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī)，圖3-1-7甲為其結(jié)構(gòu)示意圖.圖中N、S是一對(duì)固定的磁極，abcd為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過(guò)bc邊中點(diǎn)、與ab邊平行，它的一端有一半徑r0=1.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖3-17乙所示.當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng).設(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成，每匝線圈的面積S=20 cm2，磁極間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B=0.010 T，自行車車輪的半徑R1=35 cm，小齒輪的半徑R2=4.0 cm，大齒輪的半徑R3=10.0 cm(見(jiàn)圖3-17乙).現(xiàn)從靜止開(kāi)始使大齒輪加速運(yùn)動(dòng)，問(wèn)大齒輪的角速度為多大時(shí)才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值U=3.2 V？(假定摩擦小輪與自行車輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng))

圖3-17

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