在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,感應(yīng)電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于“電源”,在“電源”內(nèi)部非靜電力做功將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。
?
(1)電動汽車具有零排放、噪聲低、低速階段提速快等優(yōu)點。電動機是電動汽車的核心動力部件,其原理可以簡化為如圖甲所示的裝置:無限長平行光滑金屬導(dǎo)軌相距L,導(dǎo)軌平面水平,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計。垂直于導(dǎo)軌放置一根質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN,導(dǎo)體棒在兩導(dǎo)軌之間的電阻為R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計。導(dǎo)軌平面與勻強磁場垂直,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,導(dǎo)體棒運動過程中,始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。閉合開關(guān)S,導(dǎo)體棒由靜止開始運動,運動過程中切割磁感線產(chǎn)生動生電動勢,該電動勢總要削弱電源電動勢的作用,我們把這個電動勢稱為反電動勢E反,此時閉合回路的電流大小可用I=E-E反R來計算。
a.在圖乙中定性畫出導(dǎo)體棒運動的v-t圖像,并通過公式推導(dǎo)分析說明電動汽車低速比高速行駛階段提速更快的原因;
b.電動汽車行駛過程中會受到阻力作用,阻力f與車速v的關(guān)系可認(rèn)為f=kv2,其中k為未知常數(shù)。某品牌電動汽車的電動機最大輸出功率Pm=180kW,最高車速vm=180km/h,車載電池最大輸出電能A=60kW?h。若該車以速度v=60km/h在平直公路上勻速行駛時,電能轉(zhuǎn)化為機械能的總轉(zhuǎn)化率為90%,求該電動汽車在此條件下的最大行駛里程s。
(2)均勻變化的磁場會在空間激發(fā)感生電場,該電場為渦旋電場,其電場線是一系列同心圓,單個圓上的電場強度大小處處相等,如圖丙所示。在某均勻變化的磁場中,將一個半徑為r的金屬圓環(huán)置于相同半徑的電場線位置處。從圓環(huán)的兩端點a、b引出兩根導(dǎo)線,與阻值為R的電阻和內(nèi)阻不計的電流表串接起來,如圖丁所示。金屬圓環(huán)的電阻為R0,圓環(huán)兩端點a、b間的距離可忽略不計,除金屬圓環(huán)外其他部分均在磁場外。此時金屬圓環(huán)中的自由電子受到的感生電場力F即為非靜電力。若電路中電流表顯示的示數(shù)為I,電子的電荷量為e,
求:
a.金屬圓環(huán)中自由電子受到的感生電場力F的大??;
b.分析說明在感生電場中能否像靜電場一樣建立“電勢”的概念。
I
=
E
-
E
反
R
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/26 11:36:51組卷:69引用:1難度:0.4
相似題
-
1.圖甲是法拉第于1831年發(fā)明的人類歷史上第一臺發(fā)電機——圓盤發(fā)電機.圖乙為其示意圖,銅盤安裝在水平的銅軸上,磁感線垂直穿過銅盤;兩塊銅片M、N分別與銅軸和銅盤邊緣接觸,勻速轉(zhuǎn)動銅盤,電阻R就有電流通過.則下列說法正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/18 20:30:2組卷:53引用:2難度:0.6 -
2.海浪機械能是未來可使用的綠色能源之一,利用海浪發(fā)電可加速地球上碳中和的實現(xiàn).某科技小組設(shè)計的海浪發(fā)電裝置的俯視圖如圖所示,圓柱體磁芯和外殼之間有輻射狀磁場,它們可隨著海浪上下浮動,磁芯和外殼之間的間隙中有固定的環(huán)形導(dǎo)電線圈,線圈的半徑為L,電阻為r,所在處磁場的磁感應(yīng)強度大小始終為B,磁芯和外殼隨海浪上下浮動的速度為v,v隨時間t的變化關(guān)系為
,其中的T為海浪上下浮動的周期.現(xiàn)使線圈與阻值為R的電阻形成回路,則該發(fā)電裝置在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的電能為( ?。?/h2>v=v0sin2πTt發(fā)布:2024/12/20 16:0:2組卷:337引用:4難度:0.3 -
3.如圖所示運動導(dǎo)體,其產(chǎn)生的感生電勢的方向,下列說法正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:1引用:0難度:0.5
把好題分享給你的好友吧~~