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如图甲所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴O以角速度ω逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角=45°时(如图乙所示)为计时起点,并规定自a流向b时的电流方向为正方向.则下列图中正确的是

[  ]
A.

B.

C.

D.

答案:D
解析:

  讲析 从题图中可看出线圈从垂直于中性面开始旋转,由楞次定律可判断,初始时刻电流方向为b到a,故若以线圈平面与磁场夹角=45°为计时起点,则瞬时电流的表达式为i=-imcos(+ωt),则D图象描述正确.

  点评:交流发电的产生过程和图象几乎每年都考,复习时要将产生过程与图象合二为一,此外要注意两个要点.

  (1)极值问题:线圈通过中性面时,磁通量最大但磁通量的变化率为零,感应电动势为零.线圈平面处于跟中性面垂直的位置时,磁通量为零,但是磁通量的变化率最大,感应电动势、感应电流均最大.电动势最大值Em=NBSω与轴的具体位置和线圈的形状都是无关的.

  (2)变化问题:若本题中交流发电机从中性面位置计时电动势的瞬时值为e=Emsinωt,若将其电枢的转速提高一倍,其他条件不变,则其电动势变为2Emsin2ωt(峰值及角速度都增加一倍).


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?南开区二模)如图甲所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连.线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示,其中B0、B1和t1均为已知.在0~t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动.求:
(1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连.线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示,其中B0、B1和t1均为已知.在0~t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动.求:
(1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量.
(4)当线圈平面与中性面夹角为π/3时,感应电动势为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2008?韶关一模)一有界磁场区域如图甲所示,质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L,线圈一半在磁场内,一半在磁场外,磁感强度为B0.t0=0时刻磁场开始随时间均匀减小,线圈中产生感应电流,在磁场力作用下运动,V-t图象如图乙,图中斜向虚线为过0点速度图线的切线,所测数据t1、t2、V2 已由图中给出,不考虑重力影响.
求:(1)磁场磁感强度的变化率. (2)t2时刻后的回路电功率.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2008?福州模拟)如图甲所示,磁场垂直于矩形线框平面,矩形线框面积为0.2m2,电阻为0.1Ω,磁感应强度按如图乙规律变化,则在0~0.01s内时间内线圈产生的焦耳热为
0.4
0.4
J,及通过线圈某一截面的电量
0.2
0.2
C.

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科目:高中物理 来源:黄冈重点作业 高三物理(下) 题型:013

如图甲所示,一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量Φ随时间变化的规律如图乙所示,下列叙述中正确的是

[  ]

A.时刻线圈中感应电动势最大   

B.时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直

C.时刻线圈平面与中性面垂直   

D.两时刻线圈中感应电流方向相同

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