【題目】曾經(jīng)流行過(guò)一種向自行車(chē)車(chē)頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī),如圖甲為其結(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的中點(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(chē)車(chē)輪的邊緣相接觸,如圖乙所示.當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而使線圈在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng).設(shè)線框由N=800匝線圈組成,每匝線圈的面積S0=20 cm2,磁極間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.010 T,自行車(chē)車(chē)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(如圖乙).現(xiàn)從靜止開(kāi)始使大齒輪加速運(yùn)動(dòng),使摩擦小輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(從上往下看)則:線圈的角速度ω=_____才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的峰值U=3.2 V?(假定摩擦小輪與自行車(chē)之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)),此時(shí)大齒輪的轉(zhuǎn)速為_______轉(zhuǎn)/分鐘。

【答案】

【解析】當(dāng)自行車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過(guò)摩擦小輪使發(fā)電機(jī)的線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),線框中產(chǎn)生一正弦交流電動(dòng)勢(shì),其最大值U=NBSω0
式中ω0為線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,即摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.設(shè)自行車(chē)車(chē)輪的角速度為ω1,由于自行車(chē)車(chē)輪摩擦小輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),有R1ω1=r0ω0
小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與自行車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同,也為ω1.設(shè)大齒輪的角速度為ω,有R3ω=R2ω1
由以上各式得
代入數(shù)據(jù)得ω= rad/s

大齒輪的轉(zhuǎn)速:

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出),O為圓心,P為邊界上的一點(diǎn).相同的帶電粒子a、b(不計(jì)重力)從P點(diǎn)先后射入磁場(chǎng),粒子a正對(duì)圓心射入,速度方向改變60°后離開(kāi)磁場(chǎng),粒子b射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與粒子a射入時(shí)的速度方向成60°,已知它們離開(kāi)磁場(chǎng)的位置相同,下列說(shuō)法正確的是

A. 兩粒子的速度之比為

B. 兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為

C. 兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為

D. 兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡長(zhǎng)度之比為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】我國(guó)發(fā)射了一顆地球資源探測(cè)衛(wèi)星,發(fā)射時(shí),先將衛(wèi)星發(fā)射至距離地面50 km的近地圓軌道1上,然后變軌到近地點(diǎn)距離地面50km、遠(yuǎn)地點(diǎn)距離地面1500 km的橢圓軌道2上,最后由軌道2進(jìn)入半徑為7900 km的圓軌道3,軌道1、2相切于P點(diǎn),軌道2、3相切于Q點(diǎn).忽略空氣阻力和衛(wèi)星質(zhì)量的變化,則以下說(shuō)法正確的是

A. 該衛(wèi)星從軌道1變軌到軌道2需要在P處點(diǎn)火減速

B. 該衛(wèi)星在軌道3的速度小于在軌道1的速度

C. 該衛(wèi)星在軌道2上穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),P點(diǎn)的速度小于Q點(diǎn)的速度

D. 該衛(wèi)星穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的加速度大于在軌道3Q點(diǎn)的加速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E,M點(diǎn)與P點(diǎn)的連線垂直于電場(chǎng)線,M點(diǎn)與N在同一電場(chǎng)線上。兩個(gè)完全相同的帶等量正電荷的粒子,以相同大小的初速度v0分別從M點(diǎn)和N點(diǎn)沿豎直平面進(jìn)入電場(chǎng),重力不計(jì)。N點(diǎn)的粒子垂直電場(chǎng)線進(jìn)入,M點(diǎn)的粒子與電場(chǎng)線成一定夾角進(jìn)入,兩粒子恰好都能經(jīng)過(guò)P點(diǎn),在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是

A. 電場(chǎng)力對(duì)兩粒子做功相同

B. 兩粒子到達(dá)P點(diǎn)的速度大小可能相等

C. 兩粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能都減小

D. 兩粒子到達(dá)P點(diǎn)所需時(shí)間一定不相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為55∶6,其原線圈兩端接入如圖乙所示的正弦交流電,副線圈通過(guò)電流表與負(fù)載電阻R相連。若交流電壓表和交流電流表都是理想電表,則下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 變壓器輸入電壓的最大值是220V

B. 若電流表的示數(shù)為0.50A,變壓器的輸入功率是12W

C. 原線圈輸入的正弦交變電流的頻率是50Hz

D. 電壓表的示數(shù)是24 V

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路中,L為電感線圈,R為燈泡的電阻,交流電流表內(nèi)阻為零,交流電壓表內(nèi)阻無(wú)限大,交流電源的電壓u=220sin 100πt (V).某同學(xué)保持電源電壓有效值不變,只將電源頻率改為100 Hz電路穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn),交流電流表示數(shù)_______,交流電壓表示數(shù)_________(填“增大”,“減小”或“不變”),燈泡的亮度將_________。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一質(zhì)量為2 kg的物體受水平拉力F作用,在粗糙水平面上做加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的at圖象如圖所示,t0時(shí)其速度大小為2 m/s.滑動(dòng)摩擦力大小恒為2 N,則( )

A. t6 s的時(shí)刻,物體的速度為18 m/s

B. 06 s時(shí)間內(nèi),合力對(duì)物體做的功為400 J

C. 06 s時(shí)間內(nèi),拉力對(duì)物體的沖量為36 N·s

D. t6 s的時(shí)刻,拉力F的功率為200 W

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,相距為L,電阻R與兩導(dǎo)軌相連,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直.一質(zhì)量為m,電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒MN,在豎直向上的恒力F作用下,由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng).整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,且始終保持水平,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻.求:

1)初始時(shí)刻導(dǎo)體棒的加速度;

2)當(dāng)流過(guò)電阻R的電流恒定時(shí),求導(dǎo)體棒的速度大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于電場(chǎng)線的說(shuō)法中正確是( )
A.電場(chǎng)線是從正電荷出發(fā),終止于負(fù)電荷的曲線
B.一對(duì)正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線是可以相交的
C.電場(chǎng)線是電場(chǎng)周?chē)鷮?shí)際存在的線
D.帶電粒子在電場(chǎng)中必須沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)

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