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下图是交流发电机的示意图。为了清楚,老师只画出了一匝线圈(实际共有N匝)。线圈AB边(长l1)连在金属环K上,CD边(长也为l1)连在滑环L上;导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。假定线圈沿逆时针方向以角速度ω0匀速转动,如图甲至丁。(左边为N极,右边为S极;外面是K环,里面是L环)

那么:(1)线圈转到上述图示的       位置时,线圈中电流最大;
(2)线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流的方向            
(3)当AD边和BC边长均为l2,磁场可视为磁感应强度B的匀强磁场,整个电路总电阻设为R,以丙图位置计时t=0,则线圈中电流随时间变化的规律为i=           .
答案】(1)   乙和丁 (3分) ;(2)   A→B    (3分)   (3) i=(+/-)(NBl1l2ω0/R)sinω0t  (4分)

试题分析:(1)当磁通量为零时电流最大(2)由楞次定律可判断电流方向(3)峰值为NBSw,瞬时值为i=Imsinω0t= (NBl1l2ω0/R)sinω0t
点评:本题难度较小,熟记中性面的概念,电流方向在中性面时发生变化,掌握峰值、瞬时值、有效值和平均值的计算是关键
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象,当调整线圈转速后,所产生正弦交流电的图象如图线b所示,以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是(   )
A.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B.线圈先后两次转速之比为2:1
C.交流电a的瞬时值为
D.交流电b电压的最大值为5V

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

对于正弦式交流电,下列说法正确的是(     )
A.电流在一周期内方向改变一次,大小随时间变化
B.电流在一周期内方向改变二次,大小随时间变化
C.线圈在中性面时穿过线圈的磁通量最大,电动势最大
D.线圈在垂直于中性面的位置磁通量为零,电动势为零

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如图所示,交流发电机线圈的面积为0.05m2,共100匝。该线圈在磁感应强度为 的匀强磁场中,以10的角速度匀速转动,电阻R1和R2的阻值均为50Ω,线圈的内阻忽略不计,若从图示位置开始计时,则:

(1)写出电压的瞬时值的表达式?
(2)电流表的示数是多少?
(3)上消耗的电功率为多少?

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矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴匀速转动时,线圈跟中性面重合的瞬间,下列说法中正确的是
A.线圈中的磁通量最大B.线圈中的感应电动势最大
C.线圈的每一边都不切割磁感线D.线圈所受到的磁场力不为零

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.当线圈由图示位置转过90°的过程中,求:

(1)通过电阻R的电荷量q.
(2)电阻R上产生的焦耳热Q.
(3) 写出从图示位置开始计时通过电阻R上的瞬时电流的数学表达式.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一个匝数N=100匝的平面线圈所包围的面积S=0.02m2,在匀强磁场B=0.5T中绕垂直于磁感线的轴以角速度ω=100πred/s匀速转动时,在线圈中产生交流电,若自线圈通过中性面时开始计时,那么在图中能够反映线圈中感应电动势随时间变化的图像是(  )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一交变电流的电压表达式为u=100 sin120πt (V),由此表达式可知:(       )
A.用电压表测该电压其示数为100 V
B.该交变电压的频率为60Hz
C.将该电压加在100Ω的电阻两端,则该电阻消耗的电功率为100 W
D.t =1/480 s时,该交流电压的瞬时值为50 V

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

交流电压的图像如图所示,将该交流电压加在一阻值为R=22Ω的电阻两端,下列说法中正确的是(      )
A.该电阻消耗的功率为1100W
B.该交流电压的瞬时值表达式为u=110sin100πt V
C.并联在该电阻两端的交流电压表的示数为110V
D.流过电阻的电流方向每秒改变100次

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