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某種發(fā)電機的內部結構平面圖如圖甲,永磁體的內側為半圓柱面形,它與圓柱形鐵芯之間的窄縫間形成如圖所示B=0.5 T的磁場.在磁場中有一個如圖乙所示的U形導線框abcd.已知線框ab和cd邊長均為0.2 m,bc邊長為0.4 m,線框以ω=200πrad/s角速度順時針勻速轉動.

(1)從bc邊轉到圖甲所示正上方開始計時,求t=2.5×10-3 s這一時刻線框中感應電動勢的大小,并在給定的坐標平面內畫出ad兩點電勢差Uad隨時間變化的關系圖線.(感應電動勢的結果保留兩位有效數字,Uad正值表示Ua>Ud)

(2)如將此電壓加在圖丙所示的豎直放置的平行金屬板上,且電動勢為正時E板電勢高,讓一質量為m=6.4×10-13 kg,電量為q=3.2×10-10 C的帶正電微粒從時刻開始由E板出發(fā)向F板運動,已知EF兩板間距L=0.5 m,粒子從E運動到F用多長時間?(粒子重力不計)

答案:
解析:

  (1)線框轉動過程中,bc邊始終和磁場方向垂直,感應電動勢大小不變,設t=2.5×10-3 s的感應應電動勢為E E=BL2L1ω 、佟 2分

  帶入數據得:E=25 V 、凇 1分

  設,根據安培定則,從t=0開始,內Uad為正值,內Uad為負值,圖像如圖  5分

  (2)在EF上加電壓后,板間產生強度E不變,方向交替變化的勻強電場,微粒時刻開始運動,一個周期內的運動情況如圖,設微粒在電場中運動的加速度為a

   、邸 1分

  其中 、堋 1分

   、荨 1分

    ⑥  1分

  微粒在一個周期內前進的距離S=2S1-2S1 、摺 1分

  由③④⑤⑥各式得:S=0.125 m  2分

  由于粒子做往復運動,所以實際運動時間小于4T,設運動總時間為t,

  t=3T+2×0.3T-Δt 、唷 2分

  其中Δt滿足:  ⑨  1分

  由以上各式t=3.32×10-2 s 、狻 1分


練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

某種發(fā)電機的內部結構平面圖如圖甲,永磁體的內側為半圓柱面形,它與圓柱形鐵芯之間的窄縫間形成如圖所示B=0.5T的磁場.在磁場中有一個如圖乙所示的U形導線框abcd.已知線框ab和cd邊長均為0.2m,bc邊長為0.4m,線框以ω=200πrad/s角速度順時針勻速轉動.
(1)從bc邊轉到圖甲所示正上方開始計時,求t=2.5×10-3s這一時刻線框中感應電動勢的大小,并在給定的坐標平面內畫出ad兩點電勢差Uad隨時間變化的關系圖線.(感應電動勢的結果保留兩位有效數字,Uad正值表示Ua>Ud
(2)如將此電壓加在圖丙所示的豎直放置的平行金屬板上,且電動勢為正時E板電勢高,讓一質量為m=6.4×10-13kg,電量為q=3.2×10-10C的帶正電微粒從
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時刻開始由E板出發(fā)向F板運動,已知EF兩板間距L=0.5m,粒子從E運動到F用多長時間?(粒子重力不計)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(09年廈門市質檢)(14分)某種發(fā)電機的內部結構平面圖如圖甲,永磁體的內側為半圓柱面形,它與圓柱形鐵芯之間的窄縫間形成如圖所示B=0.5T的磁場。在磁場中有…個如圖乙所示的U形導線框abcd。已知線框ab和ed邊長均為0 2m,bc長為0.4m,線框以w=200rad/s角速度順時針勻速轉動。

   

(1) 從線框bc邊轉到圖甲所示正上方開始計時,求t2.5×10s這一時刻線框中感應電動勢的大小。(感應電動勢的結果保留兩位有效數字)

(2) 從線框be邊轉到圖甲所示正上方開始計時,請在給定的坐標平面內畫出ad兩點電勢差uad隨時間變化的關系圖線。(U正值表示U>U)

(3) 如將此電壓Uad加在圖丙所示的豎直放置的平行金屬板上,且u.為正時P板電勢高,讓一質量為m=6.4×10kg,電量為a=3.2×10的帶正電微粒從L=2.0×10 s.刻開始由靜止從p板出發(fā)向口板運動,已知po板問距L=1.0m,則粒子由P板出發(fā)后,將以多大的動能撞擊Q板?(粒子重力不計)

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科目:高中物理 來源: 題型:

某種發(fā)電機的內部結構平面圖如圖甲,永磁體的內側為半圓柱面形,它與圓柱形鐵芯之間的窄縫間形成如圖所示B=0.5T的磁場.在磁場中有一個如圖乙所示的U形導線框abcd.已知線框ab和cd邊長均為0.2m,bc邊長為0.4m,線框以ω=200πrad/s角速度順時針勻速轉動.


(1)從bc邊轉到圖甲所示正上方開始計時,求t=2.5×10-3s這一時刻線框中感應電動勢的大小,并在給定的坐標平面內畫出ad兩點電勢差Uad隨時間變化的關系圖線.(感應電動勢的結果保留兩位有效數字,Uad正值表示Ua>Ud

(2)如將此電壓加在圖丙所示的豎直放置的平行金屬板上,且電動勢為正時E板電勢高,讓一質量為m=6.4×10-13kg,電量為q=3.2×10-10C的帶正電微粒從時刻開始由E板出發(fā)向F板運動,已知EF兩板間距L=0.5m,粒子從E運動到F用多長時間?(粒子重力不計)

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(1)從bc邊轉到圖甲所示正上方開始計時,求t=2.5×10-3s這一時刻線框中感應電動勢的大小,并在給定的坐標平面內畫出ad兩點電勢差Uad隨時間變化的關系圖線.(感應電動勢的結果保留兩位有效數字,Uad正值表示Ua>Ud

(2)如將此電壓加在圖丙所示的豎直放置的平行金屬板上,且電動勢為正時E板電勢高,讓一質量為m=6.4×10-13kg,電量為q=3.2×10-10C的帶正電微粒從時刻開始由E板出發(fā)向F板運動,已知EF兩板間距L=0.5m,粒子從E運動到F用多長時間?(粒子重力不計)

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科目:高中物理 來源:2009年江蘇省泰州市高考物理模擬試卷(三)(解析版) 題型:解答題

某種發(fā)電機的內部結構平面圖如圖甲,永磁體的內側為半圓柱面形,它與圓柱形鐵芯之間的窄縫間形成如圖所示B=0.5T的磁場.在磁場中有一個如圖乙所示的U形導線框abcd.已知線框ab和cd邊長均為0.2m,bc邊長為0.4m,線框以ω=200πrad/s角速度順時針勻速轉動.
(1)從bc邊轉到圖甲所示正上方開始計時,求t=2.5×10-3s這一時刻線框中感應電動勢的大小,并在給定的坐標平面內畫出ad兩點電勢差Uad隨時間變化的關系圖線.(感應電動勢的結果保留兩位有效數字,Uad正值表示Ua>Ud
(2)如將此電壓加在圖丙所示的豎直放置的平行金屬板上,且電動勢為正時E板電勢高,讓一質量為m=6.4×10-13kg,電量為q=3.2×10-10C的帶正電微粒從時刻開始由E板出發(fā)向F板運動,已知EF兩板間距L=0.5m,粒子從E運動到F用多長時間?(粒子重力不計)

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