南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理示意如图甲.浮桶*(轻密度绝缘材料制成)内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置线圈随周期T=3s的波浪相对磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中,该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连.如图乙所示,浮桶下部由内、外两密封圆筒构成,其截面积S=0.2m2(图乙中斜线阴影部分),其内为产生磁场的磁体,与浮桶内侧面的缝隙忽略不计;匝数N=200的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度B=0.2T,线圈直径D=0.4m,电阻r=1Ω.假设浮桶随波浪上下运动可视为受迫振动,浮桶振动的速度可表示为 ,取重力加速度g=10m/s2,π2≈10.
(1)图甲中,当浮桶上下运动通过平衡位置时,判断流过灯泡的电流 方向 (向左或向右),并计算此时的电流大小;
(2)画出电流i随时间t的变化图像,并求线圈在1小时内产生的焦耳热;
(3)已知浮桶与线圈总质量为450kg,它们在运动过程中受到安培力与其他力的共同作用,试求0到0.75s时间内,其他力的冲量.(本题线圈中产生的交变电流与同匝数线圈在匀强磁场中以周期T=3s匀速转的产生的交变电流等效,如图丙所示).
(1)图甲中,当浮桶上下运动通过平衡位置时,判断流过灯泡的电流 方向 (向左或向右),并计算此时的电流大小;
(2)画出电流i随时间t的变化图像,并求线圈在1小时内产生的焦耳热;
(3)已知浮桶与线圈总质量为450kg,它们在运动过程中受到安培力与其他力的共同作用,试求0到0.75s时间内,其他力的冲量.(本题线圈中产生的交变电流与同匝数线圈在匀强磁场中以周期T=3s匀速转的产生的交变电流等效,如图丙所示).
更新时间:2018-05-22 08:25:31
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【推荐1】如图所示,光滑水平面上停放着一辆质量的小车,小车上表面水平,长度,一小滑块(可视为质点)位于小车左端,滑块质量,与小车间的动摩擦因数为,现对滑块施加水平向右的拉力,取,求:
(1)若使小滑块能在小车右端滑出,拉力应满足什么条件?
(2)若对小滑块施加拉力,一段时间后撤去,使滑块恰好滑到小车右端,而不从小车上滑落,求的作用时间?
(1)若使小滑块能在小车右端滑出,拉力应满足什么条件?
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【推荐2】某种离子诊断测量简化装置如图所示。竖直平面内存在边界为矩形EFGH、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,探测板CD平行于HG水平放置,能沿竖直方向缓慢移动且接地。a、b、c三束宽度不计、间距相等的离子束中的离子均以相同速度持续从边界EH水平射入磁场,b束中的离子在磁场中沿半径为R的四分之一圆弧运动后从下边界HG竖直向下射出,并打在探测板的右边缘D点。已知每束每秒射入磁场的离子数均为N,离子束间的距离均为0.6R,探测板CD的宽度为0.5R,离子质量均为m、电荷量均为q,不计重力及离子间的相互作用。
(1)求离子速度v的大小及c束中的离子射出磁场边界HG时与H点的距离s;
(2)求探测到三束离子时探测板与边界HG的最大距离Lmax;
(3)若打到探测板上的离子被全部吸收,求探测板对离子束的平均作用力的竖直分量F与板到HG距离L的关系。
(1)求离子速度v的大小及c束中的离子射出磁场边界HG时与H点的距离s;
(2)求探测到三束离子时探测板与边界HG的最大距离Lmax;
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【推荐3】如图甲,超级高铁是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具,它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点.列车主要通过电磁驱动和电磁阻尼实现启动与制动,如图乙、丙分别是电磁驱动和电磁阻尼模型简化.两水平且平行金属导轨间存在垂直导轨平面的匀强磁场,列车上固定着导体棒1、2和直流电源,两导体棒与导轨垂直且接触良好,电源通过电刷与导轨连接.已知,两导轨间距为d,电源电动势为E,电源与导体棒1、导体棒1与导体棒2之间距离均为d,列车总质量为m,导体棒与金属导轨单位长度的电阻为r,其它电阻忽略不计,摩擦阻力忽略不计.
(1)如图乙,启动时两导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B,求刚接通电源瞬间列车的加速度大小;
(2)如图丙,当列车进站时,导轨间依次分布宽度为d、且相邻方向相反的的匀强磁场,磁感应强度为B.断开电源,导体棒2刚进入磁场时的速度为v0,求此时流过两棒的电流大小;
(3)接(2)问,求列车整个制动过程导轨上产生的焦耳热;
(4)接(2)问,求列车整个制动过程发生的位移.
(1)如图乙,启动时两导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B,求刚接通电源瞬间列车的加速度大小;
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【推荐1】如图甲所示,线圈abcd的面积是0.02m²,共100匝,线圈电阻为r=12Ω,匀强磁场的磁感应强度B=T,线圈以300r/min 的转速匀速转动.将甲图中线圈的两端分别与乙图最左端的接线柱相连(图中未连接),向右边的电路进行供电.变压器为理想变压器,电流表和电压表均为理想交流电表,为最大值=8Ω的滑动变阻器,为3Ω的定值电阻,S为单刀双掷开关.求:
(1)若从线圈从图示位置开始记时,写出线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式?
(2)当S与a相连时,上下移动的滑动触头,所消耗的最大功率为多少?
(3)当S与b相连时,为使所消耗的功率最大,理想变压器的匝数比?
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【推荐1】如图所示,边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n,ad边的中点和bc边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上,磁感应强度为B,线圈与外电阻R构成闭合电路,整个线圈的电阻为r。现在让线圈以OO′连线为轴,以角速度ω匀速转动,从图示时刻开始计时,求:
(1)从线圈经过图示位置开始计时,写出线圈内的感应电动势的瞬时值e随时间t变化的表达式;
(2)求通过电阻R的电流有效值I有效;
(3)求一个周期内,电路中产生的焦耳热Q。
(1)从线圈经过图示位置开始计时,写出线圈内的感应电动势的瞬时值e随时间t变化的表达式;
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【推荐2】如图所示是小型交流发电机的示意图,线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向以角速度匀速转动,线圈的匝数为n、电阻为r,外接电阻为R,A是理想交流电流表。线圈从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始转过时的感应电流为I。
(1)电流表读数是多大?最大磁通量是多少?
(2)线圈转动一周电阻R产生的热量是多少?
(3)从图示位置转过的过程中,通过R的电荷量是多少?
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