如圖4-21所示,粗細(xì)均勻的金屬環(huán)的電阻為R,可轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿OA的電阻為R/4,桿長(zhǎng)為L(zhǎng),A端與環(huán)相接觸,一定值電阻分別與桿的端點(diǎn)O及環(huán)邊接觸,棒OA在垂直于環(huán)面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,以角速度ω沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),又定值電阻為R/2,求電路中的總電流的范圍.

圖4-21

思路解析:設(shè)某一時(shí)刻金屬桿轉(zhuǎn)至題圖所示的位置,因金屬桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)而切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),金屬桿部分相當(dāng)于電源,金屬環(huán)上由A沿順時(shí)針?lè)较虻紻和由逆時(shí)針?lè)较虻紻的兩部分(電阻分別設(shè)為Rx和Ry)并聯(lián),再與定值電阻R/2串聯(lián),組成外電路,等效電路如圖所示,則電源電動(dòng)勢(shì)E=BL2ω/2,電路的總電阻R=R+r =R/2+R+R/4=3R/4+R,由閉合電路歐姆定律可求電路總電流I=E/R=,其中R=RxRy/(Ry+Rx),由于Ry+Rx為定值,當(dāng)Ry=Rx時(shí),RxRy有最大值,即R有最大值為R/4.所以Imin=BL2ω/(2R);當(dāng)Rx=0(或Ry=0)時(shí),Imax=2BL2ω/(3R),從而≤I≤.

答案:≤I≤


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50Hz,記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖8所示,在紙帶上標(biāo)記0、1、2、3、4、5、6、7共8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(圖中計(jì)數(shù)點(diǎn)6、7沒(méi)有畫(huà)出),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺,其零點(diǎn)跟計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”對(duì)齊.
(1)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是
C
C

A.長(zhǎng)木板一定要水平擺放,不能一端高一端低
B.在紙帶上選計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)必須從打下的第一個(gè)點(diǎn)算起
C.應(yīng)先接通電源,再釋放小車(chē)
D.作v-t圖時(shí),所描出的線必須經(jīng)過(guò)每一個(gè)點(diǎn)
(2)把從圖8中讀出的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3、5跟0點(diǎn)的距離填入下列表格中.
距離 d1 d3 d5
測(cè)量值/cm
1.20
1.20
5.40
5.40
12.00
12.00
(3)小車(chē)通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時(shí)速度為v2=
0.21
0.21
 m/s.(保留二位有效數(shù)字)
(4)粗測(cè)小車(chē)的加速度是a=
0.60
0.60
 m/s2
(5)該同學(xué)在測(cè)量的時(shí)候忘記將計(jì)數(shù)點(diǎn)7到0點(diǎn)的距離記錄下來(lái),根據(jù)前面的數(shù)值,可以推算出計(jì)數(shù)點(diǎn)7到0的距離為
21.00
21.00
cm.

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