[题目]如图所示.一个小型旋转电枢式交流发电机.其矩形线圈的长度为a.宽度为b.共有n匝.总电阻为r.与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻.线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动.沿转轴OO′方向看去.线圈转动沿逆时针方向.t＝0时刻线圈平面如图所示.(1)写出线圈转动过程中感� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动，沿转轴OO′方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t＝0时刻线圈平面如图所示。

（1）写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式；

（2）求线圈从t＝0位置开始到转过60°时的瞬时电流；

（3）求线圈从t＝0位置开始到转过90°的过程中的流过电阻R的电量；

（4）求图中电压表的读数。

【答案】（1）e＝nBabωcosωt

（2）

（3）

（4）

【解析】

（1）最大感应电动势Em＝nBabω

从垂直于中性面开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式为

（2）线圈从t＝0位置开始到转过60°时的瞬时电动势为

根据欧姆定律可知：

（3）根据电流的定义可知：

（4）感应电动势的有效值

图中电压表的读数：

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A. 图线甲对应线圈在t=0时产生的感应电动势最大。

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C. 图线甲、乙对应的线圈转速之比为5:4

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B. 电阻R两端的电压随时间均匀增大

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D. 前4s内通过R的电荷量为4×10－4C

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(1)下面是实验的主要步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

②向气垫导轨通入压缩空气；

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；

⑤把滑块2(所用滑块1、2如图丙所示)放在气垫导轨的中间；

⑥先接通打点计时器的电源，然后________，让滑块带动纸带一起运动；

⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图丁所示；

⑧测得滑块1(包括撞针)的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g；试着完善实验步骤⑥的内容．

(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前总动量为________ kg·m/s；两滑块相互作用以后总动量为______ kg·m/s(保留三位有效数字)．

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