位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各自的轴转动，两根导线将两个线框按如图方式连接。现用...

位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各自的轴转动，两根导线将两个线框按如图方式连接。现用外力使甲线框顺时针方向转动。某时刻甲、乙线框恰处于如图所示的位置。设此时乙线框的ab边受到的安培力为F，则（ ）

A.F向上，乙线框表示电动机的原理

B.F向上，乙线框表示发电机的原理

C.F向下，乙线框表示电动机的原理

D.F向下，乙线框表示发电机的原理

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位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各自的轴转动，两根导线将两个线框按如图方式连接。现用外力使甲线框顺时针方向转动。某时刻甲、乙线框恰处于如图所示的位置。设此时乙线框的ab边受到的安培力为F，则（ ）

A.F向上，乙线框表示电动机的原理

B.F向上，乙线框表示发电机的原理

C.F向下，乙线框表示电动机的原理

D.F向下，乙线框表示发电机的原理

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如图所示，左右两套装置完全相同，用导线悬挂的金属细棒ab、cd分别位于两个蹄形磁铁的中央，悬挂点用导线分别连通。现用外力使ab棒向右快速摆动，则此时cd棒受到的安培力方向及这个过程中右侧装置的工作原理相当于

A. cd棒受到的安培力向右，右侧装置的工作原理相当于电动机

B. cd棒受到的安培力向左，右侧装置的工作原理相当于发电机

C. cd棒受到的安培力向右，右侧装置的工作原理相当于发电机

D. cd棒受到的安培力向左，右侧装置的工作原理相当于电动机

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如图所示，左右两套装置完全相同，用导线悬挂的金属细棒ab、cd分别位于两个蹄形磁铁的中央，悬挂点用导线分别连通。现用外力使ab棒向右快速摆动，则此时cd棒受到的安培力方向及这个过程中右侧装置的工作原理相当于

A. cd棒受到的安培力向右，右侧装置的工作原理相当于电动机

B. cd棒受到的安培力向左，右侧装置的工作原理相当于发电机

C. cd棒受到的安培力向右，右侧装置的工作原理相当于发电机

D. cd棒受到的安培力向左，右侧装置的工作原理相当于电动机

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图甲是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动(只考虑单匝线圈)．

图甲　　　　　　　 图乙　　　　　　　　 图丙

(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；

(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；

(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热(其他电阻均不计)．

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（16分）图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引起的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L₁，bc长度为L₂，线圈以恒定角速度ω逆时针转动。（只考虑单匝线圈）

（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e₁ 的表达式；

（2）线圈平面处于与中性面成φ₀夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e₂的表达式；

（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。（其它电阻均不计）

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如图所示为一交流发电机的原理示意图，装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，发电机的矩形线圈abcd在磁场中，图中abcd分别为矩形线圈的四个顶点，其中的c点被磁铁遮挡而未画出。线圈可绕过bc边和ad边中点且垂直于磁场方向的水平轴OO′匀速转动。为了便于观察，图中发电机的线圈只画出了其中的1匝，用以说明线圈两端的连接情况。线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上；用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动过程中可以通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻R连接。已知矩形线圈ab边和cd边的长度L1＝50cm，bc边和ad边的长度L2＝20cm，匝数n＝100匝，线圈的总电阻r＝5.0Ω，线圈转动的角速度ω＝282rad/s，外电路的定值电阻R＝45Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.05T。电流表和电压表均为理想电表，滑环与电刷之间的摩擦及空气阻力均可忽略不计，计算中取π＝3.14，＝1.41。

（1）求电阻R两端电压的最大值Um；

（2）求电压表的示数U；

（3）线圈转动1圈的过程中电阻R上产生的焦耳热QR（结果保留3位有效数字）；

（4）线圈转动1圈的过程中线圈上所产生的焦耳热Qr（结果保留3位有效数字）；

（5）讨论（3）、（4）中的结果与维持该线圈匀速转动1圈，外力所做的功W的关系（结果保留3位有效数字）；

（6）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式；

（7）从线圈经过图示位置开始计时，写出ab边所受安培力大小随时间变化的函数关系式；

（8）从线圈经过图示位置开始计时，求线圈运动的1/4周期内，电流的平均值I平（结果保留2位有效数字）；

（9）从线圈经过图示位置开始计时，求线圈转过90°的过程中通过线圈导线某截面的电荷量q（结果保留1位有效数字）。

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如图所示，光滑水平面上有一竖直向上的匀强磁场区域，其左边界恰好与同一平面内正方形金属导线框右边界重合，边界竖直。在外力作用下，导线框由静止开始匀加速进入磁场区域。以顺时针方向为感应电流正方向，外力大小用表示，感应电流的电功率用表示，通过线框的电荷量用表示，感应电流大小用表示，其中图像为抛物线。则在线框匀加速进磁场的过程，这些量随时间变化的图像关系正确的是（　　　 ）

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如图所示，矩形线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场．线框通过导线与电阻构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动，下列说法正确的是（   ）

A. 线框通过图中位置瞬间，线框中的电流方向由A到B

B. 线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大

C. 线框通过图中位置瞬间，通过电阻的电流瞬时值最大

D. 若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电阻电流的有效值变为原来的倍

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