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...

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）请推导出线圈在匀速转动过程中感应电动势最大值Em的表达式（用题中已知物理量的符号表示），并求出此最大值；

（2）求电流表的示数I；

（3）求维持线圈匀速转动1圈，所需外力做的功W（结果保留3位有效数字）。

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

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）。

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

旋转磁极式发电机通过磁极的旋转使不动的线圈切割磁感线而产生感应电流，其原理示意图可简化为：如图所示，固定不动的单匝矩形线圈abcd 的电阻为r，外电阻为R，磁场绕转轴OO/匀速转动，角速度为ω。图中的电压表为理想电表，示数为U。求：

（1）发电机线圈内阻消耗的功率；

（2）从图示位置开始计时，t = 0时，通过外电阻 R 的电流及方向；

（3）从图示位置开始计时，t =T/4时，穿过矩形线圈abcd 的磁通量。

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

旋转磁极式发电机通过磁极的旋转使不动的线圈切割磁感线而产生感应电流，其原理示意图可简化为：如图所示，固定不动的单匝矩形线圈abcd 的电阻为r，外电阻为R，磁场绕转轴OO/匀速转动，角速度为ω。图中的电压表为理想电表，示数为U。求：

（1）发电机线圈内阻消耗的功率；

（2）从图示位置开始计时，t = 0时，通过外电阻 R 的电流及方向；

（3）从图示位置开始计时，t =T/4时，穿过矩形线圈abcd 的磁通量。

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

(15 分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为,磁场均沿半径方向. 匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab ="cd" =、bc ="ad" =2. 线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc和ad 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为r,外接电阻为R. 求:

(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;

(2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F;

(3)外接电阻上电流的有效值I.

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

(15 分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为,磁场均沿半径方向. 匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =、bc =ad =2. 线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc和ad 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为r,外接电阻为R. 求:

(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;

(2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F;

(3)外接电阻上电流的有效值I.

高三物理计算题困难题查看答案及解析

某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π，磁场均沿半径方向，匝数为N的矩形线圈．abcd的边长ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动、bc和ad边同时进入磁场，在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两条边的运动方向垂直，线圈的总电阻为r，外接电阻为R.求：

(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E_m；

(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；

(3)外接电阻上电流的有效值I.

高三物理计算题中等难度题查看答案及解析

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长，，匝数为n，线圈的总电阻为，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的匀速转动，角速度为。线圈两端通过电刷e、f与阻值为R的定值电阻连接，从线圈经过中性面开始计时，则（　　 ）

A、线圈中感应电动势的最大值为

B、线圈值感应电动势随时间变化的函数表达式为

C、经过周期时间通过电阻R的电荷量为

D、此发动机在上述工作状态下的输出功率为

高三物理选择题中等难度题查看答案及解析

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析