如图所示,匝数为100匝、面积为0.01m2的线圈,处于磁感应强度B1为T的匀强磁场中.当线圈绕O1O2以转速...
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问题详情:
如图所示,匝数为100匝、面积为0.01m2的线圈,处于磁感应强度B1为T的匀强磁场中.当线圈绕O1O2以转速n为300r/min匀速转动时,电压表、电流表的读数分别为7V、1A.电动机的内阻r为1Ω,牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0.2kg的导体棒MN沿轨道上升.导体棒的电阻R为1Ω,架在倾角为30°的框架上,它们处于方向与框架平面垂直、磁感应强度B2为1T的匀强磁场中.当导体棒沿轨道上滑1.6m时获得稳定的速度,这一过程中导体棒上产生的热量为4J.不计框架电阻及一切摩擦,g取10m/s2.求:
(1)若从线圈处于中*面开始计时,写出电动势的瞬时表达式;
(2)导体棒MN的稳定速度;
(3)导体棒MN从静止到达到稳定速度所用的时间.
【回答】
(1)e=10sin10πtV (2)v=2m/s (3)t=1.0s
【解析】
试题分析:(1)线圈转动过程中电动势的最大值为:
则从线圈处于中*面开始计时的电动势瞬时值表达式为:
(2)电动机的电流:
电动机的输出功率:
又
而棒产生的感应电流:
稳定时棒处于平衡状态,故有:
由以上各式代入数值,解得棒的稳定速度:,(舍去)
(3)由能量守恒定律得:
其中
解得:
考点:导体切割磁感线时的感应电动势、电磁感应中的能量转化、交流电.
【名师点睛】解决本题的关键掌握从线圈处于中*面开始计时,电动势的瞬时表达式以及峰值,棒达到稳定速度时,处于平衡状态,根据平衡条件列式求解.
知识点:牛顿第二定律
题型:解答题
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