(16分)一個電阻為r、邊長為L的正方形線圈abcd共N匝,線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO′以如圖所示的角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,外電路電阻為R.

(1)在圖中標(biāo)出此刻線圈感應(yīng)電流的方向.

(2)線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值有多大?

(3)線圈平面與磁感線夾角為60°時的感應(yīng)電動勢為多大?

(4)設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動,其他能量損失不計,線圈轉(zhuǎn)一周,柴油機(jī)做多少功?

(5)從圖示位置開始,線圈轉(zhuǎn)過60°的過程中通過R的電量是多少?

(6)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少?

 

【答案】

(1) dcba(2)Em=NBSω=NBωL2 (3) NBωL2(4) (5) (6)

【解析】(1)由右手定則可判定電流的方向沿dcba.(2分)

(2)Em=NBSω=NBωL2                                             (2分)

(3)線圈平面與B成60°角時的瞬時感應(yīng)電動勢

e=Em·cos60°=NBωL2.                        (2分)

(4)電動勢的有效值E=        (1分)

電流的有效值I=,柴油機(jī)做的功轉(zhuǎn)化為電能,線圈轉(zhuǎn)一周柴油機(jī)做的功

W=EIt=t= ·=  (2分)

（5）因為

故電量

（6）電流表顯示路端電壓的有效值，則讀數(shù)為

電壓表顯示路端電壓的有效值，則讀數(shù)為

 

 

練習(xí)冊系列答案
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科目：高中物理 來源：2012屆江蘇省高三高考一輪復(fù)習(xí)第九章第1單元物理試卷（帶解析） 題型：計算題

(16分)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個電阻為R、邊長為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場，如圖13所示，從ab進(jìn)入磁場時開始計時．

(1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象；
(2)判斷線框中有無感應(yīng)電流．若有，請判斷出感應(yīng)電流的方向；若無，請說明
理由．

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科目：高中物理 來源：新人教版高三物理選修3-2交變電流的產(chǎn)生與描述專項練習(xí)（帶解析） 題型：計算題

(16分)一個電阻為r、邊長為L的正方形線圈abcd共N匝,線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO′以如圖所示的角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,外電路電阻為R.

(1)在圖中標(biāo)出此刻線圈感應(yīng)電流的方向.
(2)線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值有多大?
(3)線圈平面與磁感線夾角為60°時的感應(yīng)電動勢為多大?
(4)設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動,其他能量損失不計,線圈轉(zhuǎn)一周,柴油機(jī)做多少功?
(5)從圖示位置開始,線圈轉(zhuǎn)過60°的過程中通過R的電量是多少?
(6)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少?

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年江蘇省高三第三次模擬考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

(16分)2010 年上海世博會某國家館內(nèi)，有一“自發(fā)電”地板，利用游人走過此處，踩踏地板發(fā)電．其原因是地板下有一發(fā)電裝置，如圖⑴所示，裝置的主要結(jié)構(gòu)是一個截面半徑為r、匝數(shù)為n的線圈，無摩擦地套在磁場方向呈輻射狀的永久磁鐵槽中．磁場的磁感線沿半徑方向均勻分布，圖⑵為橫截面俯視圖．輕質(zhì)地板四角各連接有一個勁度系數(shù)為k的復(fù)位彈簧(圖中只畫出其中的兩個)，輕質(zhì)硬桿P將地板與線圈連接，從而帶動線圈上下往返運動(線圈不發(fā)生形變)，便能發(fā)電．若線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈的總電阻為R0，現(xiàn)用它向一個電阻為R的小燈泡供電．為便于研究，將某人走過時對板的壓力使線圈發(fā)生的位移x隨時間t變化的規(guī)律簡化為圖⑶所示．(彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，取線圈初始位置x＝0，豎直向下為位移的正方向)求：

⑴0～t0時間內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小及方向；

⑵t＝t0/2時地板受到的壓力；

⑶人踩踏一次地板所做的功．

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年江蘇省高三年級下學(xué)期最后一次模擬考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

(16分) 一個質(zhì)量m＝0.1kg的正方形金屬框總電阻R＝0.5Ω，金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端（金屬框上邊與AA′重合），自靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊BB′平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場后滑至斜面底端（金屬框下邊與BB′重合），設(shè)金屬框在下滑過程中的速度為v，與此對應(yīng)的位移為s，那么v2—s圖象如圖所示，已知勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向上，g＝10m/s2。

⑴根據(jù)v2—s圖象所提供的信息，計算出斜面傾角θ和勻強(qiáng)磁場寬度d；

⑵金屬框從進(jìn)入磁場到穿出磁場所用的時間是多少？

⑶勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？

 

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