题干

如图所示匝数n=60的线圈绕在变压器的闭合铁芯上,通过A、B两端在线圈内通有随时间变化的电流。有两个互相连接的金属环,细环的电阻是粗环的3倍,将细环套在铁芯的另一端。已知某一时刻细环和粗环的连接处CD间的电压U=0.2V,并知道粗环的电阻R=1.0Ω,求

(1)此时刻线圈AB的感应电动势。(CD间距很小;可认为磁感线都集中在铁芯内)
(2)变压器的线圈是由金属线绕制成的,若在短时间内吸热过多来不及散热就会损坏。现对粗细均匀的电阻线通以直流电的情况进行讨论:设通电产生的焦耳热与电阻线升高的温度之间满足如下关系:,其中c表示物体的比热,m为物体的质量,表示升高的温度,k为大于1的常数。请你选择一些物理量,通过论述和计算证明“为避免升温过快,若电流越大,电阻线应该越粗”。(说明自己所设物理量的含义)
(3)下面请根据以下微观模型来研究焦耳热,设有一段横截面积为S,长为l的直导线,单位体积内自由电子数为n,每个电子电量为e,质量为m。在导线两端加电压U时,电子定向运动,在运动过程中与金属离子碰撞,将动能全部传递给离子,就这样将由电场得到的能量变为相撞时产生的内能。“金属经典电子论”认为,电子定向运动是一段一段加速运动的接替,各段加速都是从定向速度为零开始。根据统计理论知,若平均一个电子从某一次碰撞后到下一次碰撞前经过的时间为t,一秒钟内一个电子经历的平均碰撞次数为,请利用以上叙述中出现的各量表示这段导体发热的功率P。
上一题 下一题 0.4难度 解答题 更新时间:2018-06-24 10:37:09

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