如图所示,真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度方向与竖直方向夹角恒为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)。现将该小球从电场中某点P以初速度竖直向上抛出,重力加速度为g。求: (1)小球受到的电场力的大小及方向。 (2)小球从抛出至最高点的过程中,电场力所做的功。 (3)小球从P点抛出后,再次落回到与P点在同一水平面的某点Q时,小球的动能。
一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的矩形线圈,当线圈转至中性面时开始计时.t1="1/60" s时,线圈中的感应电动势为50 V,当t2="1/30" s时,线圈中的感应电动势为V.求: (1)感应电动势的最大值; (2)线圈转动的角速度; (3)线圈中感应电动势的瞬时值表达式.
曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图17-1-20为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc边中点,与ab边平行,它的一端有一半径R0=1.0 cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触.当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线框在磁极间转动.设线框由N=800匝导线圈组成,每匝线圈的面积S=20 cm2,磁极间的磁场可视作匀强磁场,磁感应强度B=0.010 T,自行车车轮的半径R1=35 cm,小齿轮的半径R2=4.0 cm,大齿轮的半径R3=10.0cm(见图17-1-21).现从静止开始使大齿轮加速转动,问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=3.2 V?(假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动) 图17-1-20 图17-1-21
一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311 V,线圈在磁场中转动的角速度是100π rad/S. (1)写出感应电动势的瞬时值表达式. (2)若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路,电路中的总电阻为100Ω,试写出通过负载的电流的瞬时表达式.在时电流的瞬时值为多少?
如图17-1-19所示,正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动,转动次数n="120" min-1.若已知ab=bc="20" cm,匝数=20,磁感应强度B="0.2" T,求: 图17-1-19 (1)转动中最大电动势位置; (2)从图示位置转过90°过程中的平均电动势; (3)设线圈是闭合的,总电阻R="10" Ω,线圈转动过程中受到的最大电磁力矩及位置.
如图所示,匀强磁场B=0.50 T,矩形线圈的匝数N=100,边长Lab="0.20" m,Lbc="0.10" m,以3 000 r/min的转速匀速转动,在线圈平面通过中性面时开始计时,试求: (1)交变电动势的瞬时值表达式; (2)若线圈总电阻为2 Ω,线圈外接电阻为8 Ω,写出交变电流的瞬时值表达式; (3)线圈由图示位置转过的过程中,交变电动势的平均值.