热门试卷

某种小发电机的内部结构

平面图如图1所示，永久磁体的内侧为半圆

柱面形状，它与共轴的圆柱形铁芯间的缝隙

中存在辐向分布、大小近似均匀的磁场，磁

感应强度B = 0.5T。磁极间的缺口很小，可

忽略。如图2所示，单匝矩形导线框abcd绕

在铁芯上构成转子，ab = cd = 0.4m，bc = 0.2m。

铁芯的轴线OO′ 在线框所在平面内，线框可

随铁芯绕轴线转动。将线框的两个端点M、N

接入图中装置A，在线框转动的过程中，装置A能使端点M始终与P相连，而端点N始终与Q相连。现使转子以ω="200π" rad/s的角速度匀速转动。在图1中看，转动方向是顺时针的，设线框经过图1位置时t = 0。（取π= 3）

（1）求t = s时刻线框产生的感应电动势；

（2）在图3给出的坐标平面内，画出P、Q两点

电势差UPQ随时间变化的关系图线（要求标出横、纵坐

标标度，至少画出一个周期）；

（3）如图4所示为竖直放置的两块平行金属板X、

Y，两板间距d = 0.17m。将电压UPQ加在两板上，P与X相连，Q与Y相连。将一个质量m = 2.4×10-12kg，电量q = +1.7×10-10C的带电粒子，在t0 = 6.00×10 -3s时刻，从紧临X板处无初速释放。求粒子从X板运动到Y板经历的时间。（不计粒子重力）

（15分）如图所示，半径为r1的圆形区域内有匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里，半径为r2的金属圆环右侧开口处与右侧电路相连，已知圆环电阻为R，电阻R1= R2= R3=R，电容器的电容为C，圆环圆心O与磁场圆心重合。一金属棒MN与金属环接触良好，不计棒与导线的电阻，电键S1处于闭合状态、电键S2处于断开状态。

（1）若棒MN以速度v0沿环向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬间产生的电动势和流过R1的电流。

（2）撤去棒MN后，闭合电键S2，调节磁场，使磁感应强度B的变化率, 为常数，求电路稳定时电阻R3在t0时间内产生的焦耳热；

（3）在（2）问情形下，求断开电键S1后流过电阻R2的电量。

上，在轨道左上方端点、间接有阻值为的小电珠，整个轨道处在磁感强度为的匀强磁场中，两导轨间距为。现有一质量为、电阻为的金属棒从、处由静止释放，经一定时间到达导轨最低点、，此时速度为。

（1）指出金属棒从、到、的过程中，通过小电珠的电流方向和金属棒的速度大小变化情况；

（2）求金属棒到达、时，整个电路的瞬时电功率；

（3）求金属棒从、到、的过程中，小电珠上产生的热量。