如圖所示為一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線(xiàn)圈的長(zhǎng)度ab=0.25m，寬度bc=0.20m，共有n=100匝，總電阻r=1.0W，可繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱(chēng)軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)。線(xiàn)圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與線(xiàn)圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個(gè)“3.0V，1.8W”的燈泡，當(dāng)線(xiàn)圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小燈泡消耗的功率恰好為1.8W。（不計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電刷的摩擦，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。）

（1）求線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω；

（2）線(xiàn)圈以上述角速度轉(zhuǎn)動(dòng)100周過(guò)程中發(fā)電機(jī)產(chǎn) 生的電能為多少？

解：（1）設(shè)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為I，則  I==0.60A （1分）

設(shè)燈炮正常發(fā)光時(shí)的電阻為R， R==5.0Ω           （1分）

根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=I（R+r）=3.6V            （2分）

發(fā)電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為Em=E，   Em=nBSω     （2分）

解得ω==1.8 rad/s =2.5 rad/s                   （2分）

   （2）發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能為Q=IEt，  t=100T=100      （2分）

解得Q=5.4×102J         （2分）

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：物理教研室 題型：038

正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（PET）是分子水平上的人體功能顯像的國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，它為臨床診斷和治療提供全新的手段。

（1）PET在心臟疾病診療中，需要使用放射正電子的同位素氮13示蹤劑。氮13是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氧16獲得的，反應(yīng)中同還產(chǎn)生另一個(gè)粒子，試寫(xiě)出該核反應(yīng)方程。

（2）PET所用回旋加速器示意如圖，其中置于高真空中的金屬D形盒的半徑為R，兩盒間距為d，在左側(cè)D形盒圓心處放有粒子源S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖所示。質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為q。設(shè)質(zhì)子從粒子源S進(jìn)入加速電場(chǎng)時(shí)的初速度不計(jì)，質(zhì)子在加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t（其中已略去了質(zhì)子在加速電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間），質(zhì)子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)與加旋半周的次數(shù)相同，加速電子時(shí)的電壓大小可視為不變。求此時(shí)加速器所需的高頻電源頻率f和加速電壓U。

（3）試推證當(dāng)R>>d時(shí)，質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的總時(shí)間相對(duì)于在D形盒中回旋的總時(shí)間可忽略不計(jì)（質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不考慮磁場(chǎng)的影響）。

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科目：高中物理 來(lái)源：物理教研室 題型：038

正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（PET）是分子水平上的人體功能顯像的國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，它為臨床診斷和治療提供全新的手段。

（1）PET在心臟疾病診療中，需要使用放射正電子的同位素氮13示蹤劑。氮13是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氧16獲得的，反應(yīng)中同還產(chǎn)生另一個(gè)粒子，試寫(xiě)出該核反應(yīng)方程。

（2）PET所用回旋加速器示意如圖，其中置于高真空中的金屬D形盒的半徑為R，兩盒間距為d，在左側(cè)D形盒圓心處放有粒子源S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖所示。質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為q。設(shè)質(zhì)子從粒子源S進(jìn)入加速電場(chǎng)時(shí)的初速度不計(jì)，質(zhì)子在加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t（其中已略去了質(zhì)子在加速電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間），質(zhì)子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)與加旋半周的次數(shù)相同，加速電子時(shí)的電壓大小可視為不變。求此時(shí)加速器所需的高頻電源頻率f和加速電壓U。

（3）試推證當(dāng)R>>d時(shí)，質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的總時(shí)間相對(duì)于在D形盒中回旋的總時(shí)間可忽略不計(jì)（質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不考慮磁場(chǎng)的影響）。

 

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（1）PET在心臟疾病診療中，需要使用放射正電子的同位素氮13示蹤劑。氮13是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氧16獲得的，反應(yīng)中同還產(chǎn)生另一個(gè)粒子，試寫(xiě)出該核反應(yīng)方程。

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（3）試推證當(dāng)R>>d時(shí)，質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的總時(shí)間相對(duì)于在D形盒中回旋的總時(shí)間可忽略不計(jì)（質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不考慮磁場(chǎng)的影響）。

 

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正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（PET）是分子水平上的人體功能顯像的國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，它為臨床診斷和治療提供全新的手段。

（1）PET在心臟疾病診療中，需要使用放射正電子的同位素氮13示蹤劑。氮13是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氧16獲得的，反應(yīng)中同還產(chǎn)生另一個(gè)粒子，試寫(xiě)出該核反應(yīng)方程。

（2）PET所用回旋加速器示意如圖，其中置于高真空中的金屬D形盒的半徑為R，兩盒間距為d，在左側(cè)D形盒圓心處放有粒子源S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖所示。質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為q。設(shè)質(zhì)子從粒子源S進(jìn)入加速電場(chǎng)時(shí)的初速度不計(jì)，質(zhì)子在加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t（其中已略去了質(zhì)子在加速電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間），質(zhì)子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)與加旋半周的次數(shù)相同，加速電子時(shí)的電壓大小可視為不變。求此時(shí)加速器所需的高頻電源頻率f和加速電壓U。

（3）試推證當(dāng)R>>d時(shí)，質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的總時(shí)間相對(duì)于在D形盒中回旋的總時(shí)間可忽略不計(jì)（質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不考慮磁場(chǎng)的影響）。

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