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高中物理
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综合题
1.
(2024·广西)
某兴趣小组为研究非摩擦形式的阻力设计了如图甲的模型。模型由大齿轮、小齿轮、链条、阻力装置K及绝缘圆盘等组成。K由固定在绝缘圆盘上两个完全相同的环状扇形线圈
、
组成。小齿轮与绝缘圆盘固定于同一转轴上,转轴轴线位于磁场边界处,方向与磁场方向平行,匀强磁场磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,与K所在平面垂直。大、小齿轮半径比为n,通过链条连接。K的结构参数见图乙,其中
, 每个线圈的圆心角为
, 圆心在转轴轴线上,电阻为R。不计摩擦,忽略磁场边界处的磁场,若大齿轮以
的角速度保持匀速转动,以线圈
的ab边某次进入磁场时为计时起点,求K转动一周。
(1) 不同时间线圈
受到的安培力大小;
(2) 流过线圈
的电流有效值;
(3) 装置K消耗的平均电功率。
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