電磁爐專用平底鍋的鍋底和鍋壁均由耐高溫絕緣材料制成,起加熱作用的是安裝在鍋

底平面的一系列粗細(xì)均勻半徑不同的同心導(dǎo)體環(huán)(導(dǎo)體環(huán)的分布如圖所示),導(dǎo)體環(huán)所用材料每米的電阻值為R0Ω,從中心向外第n個(gè)同心圓環(huán)的半徑為rn=nr(其中n=1,2,3,…,8,共有8個(gè)圓環(huán),r0為已知量),如圖所示。當(dāng)電磁爐開(kāi)啟后,能產(chǎn)生垂直于鍋底方向的變化磁場(chǎng),該磁場(chǎng)在環(huán)狀導(dǎo)體上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)規(guī)律為:e=S·2sinωt(式中:e為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),S為環(huán)狀導(dǎo)體所包圍的圓平面的面積,ω為已知常數(shù)),那么,當(dāng)電磁爐正常工作時(shí),求:
(1)第n個(gè)導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流的有效值表達(dá)式;
(2)前三條(靠近中心的三條)導(dǎo)體環(huán)釋放的總功率有多大?
(3)假設(shè)導(dǎo)體環(huán)產(chǎn)生的熱量全部以波長(zhǎng)為λ的紅外線光子輻射出來(lái),  
那么第三條導(dǎo)體環(huán)上t秒鐘內(nèi)射出的光子數(shù)是多少?
(光速c和普朗克常數(shù)h為已知量,t>> 2π/ω
(1)rn/R0=n (n=1,2,…,8)    (2)72πr30/R0      (3)N3=
(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:
第n個(gè)環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為:Enmax=2r2n……………………….(1分)
第n個(gè)環(huán)的電阻為:Rn=2πrn·R0……………………………………….(1分)
因此第n個(gè)環(huán)中電流的最大值為:Inmax=Enmax/Rn=rn/R0……………..(2分)
因此第n個(gè)環(huán)中電流的有效值為:
In= =rn/R0=n (n=1,2,…,8).……………………………….(2分)
(2)由:P1=……………………………………………………………………………..(2分)
和:Pn=I2nRn=n3P1………………………………………………………………....(2分)
前三個(gè)導(dǎo)電圓環(huán),釋放的總功率:
P=P1+P2+P3=(13+23+33)P1=72πr30/R0…………………………………………..(2分)
(3)設(shè):t秒內(nèi)輻射出的光子數(shù)為Nn,因?yàn)殡娔苋哭D(zhuǎn)化為光能:
∴I2nRnt=Nn·h …………………………………………………………………….(2分)
c=λ…………………………………………………………………………….(2分)
∴Nn=n3………………………………………………………………………(1分)
第三條導(dǎo)體環(huán)上釋放的光子數(shù):N3=…………………………………………………(1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:不詳 題型:單選題

如圖16-2-9所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一根水平放置的金屬棒沿水平方向拋出,初速度方向和棒垂直,則棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將(    )

圖16-2-9
A.隨時(shí)間增大B.隨時(shí)間減小
C.不隨時(shí)間變化D.難以確定

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,電阻不計(jì)的金屬圓盤,半徑為r,在圓盤邊緣的槽內(nèi)繞有一根很長(zhǎng)的輕質(zhì)繩,繩端吊有一質(zhì)量為m的物體,圓盤處于磁感強(qiáng)度為B.方向垂直盤面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在圓盤中心轉(zhuǎn)軸O與邊緣之間接有一個(gè)電阻R.現(xiàn)將物體由靜止釋放,則圓盤繞軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度是多少?(不計(jì)一切摩擦)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,長(zhǎng)L1L2的矩形線圈電阻為R,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣,線圈與磁感線垂直。求:將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中,⑴拉力F大;⑵拉力的功率P⑶拉力做的功W;⑷線圈中產(chǎn)生的電熱Q;⑸通過(guò)線圈某一截面的電荷量q。

 

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

圓盤發(fā)電機(jī)的構(gòu)造如圖甲水平放置的金屬圓盤在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與圓盤平面垂直且過(guò)圓盤中心O點(diǎn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從a、b兩端將有電壓輸出,F(xiàn)將此發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)化成如圖乙所示的模型:固定的金屬圓環(huán)水平放置,金屬棒OP繞圓環(huán)中心O以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),金屬棒的P端與圓環(huán)無(wú)摩擦緊密接觸,整個(gè)裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知圓環(huán)半徑OP =" 20" cm,圓環(huán)總電阻為R1 = 0.4,金屬棒的電阻R2 = 0.1,金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為=" 500" rad/s,磁感應(yīng)強(qiáng)度B =" 1" T,外接負(fù)載電阻R = 0.3。求:

(1)金屬棒OP中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為多少?O、P兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)高?
(2)負(fù)載電阻上的最大功率與最小功率各為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于正方形線框平面,且邊界恰與線框重合,以相同速率勻速拉出線框,欲使ab間電勢(shì)差最大,則應(yīng)沿何方向拉出(    )
A.甲B.乙C.丙D.丁

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

水平軌道PQ、MN兩端各接一個(gè)阻值R1=R2=8Ω的電阻,軌道間距L=1.0m,軌道很長(zhǎng),軌道電阻不計(jì).軌道間磁場(chǎng)按如圖所示的規(guī)律分布,其中每段垂直紙面向里和向外的磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾染鶠?0cm,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1.0T,每段無(wú)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾染鶠?0cm,導(dǎo)體棒ab本身電阻r=1.0Ω,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好.現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab以v=1.0m/s的速度始終向右勻速運(yùn)動(dòng).求:
(1)當(dāng)導(dǎo)體棒ab從左端進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域開(kāi)始計(jì)時(shí),設(shè)導(dǎo)體棒中電流方向從b流向a為正方向,通過(guò)計(jì)算后請(qǐng)畫(huà)出電流隨時(shí)間變化的i-t圖象;
(2)整個(gè)過(guò)程中流過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流為交變電流,求出流過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流有效值.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

用均勻?qū)Ь做成的正方形線框的每邊長(zhǎng)為0.2m,正方形的一半放在和紙面垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示.當(dāng)磁場(chǎng)以每秒10T的變化率增強(qiáng)時(shí),線框中a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差是(。
A.B.  C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題


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