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).
高三物理简答题困难题
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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有一交流发电机模型,矩形金属线圈在匀强磁场中绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,发电机负载为白炽小灯泡,若线圈匝数为 100匝,回路总电阻为 2 Ω,线圈转动过程中穿过该线圈的磁通量Φ随时间 t 的变化规律为Φ=0.04sinπt(Wb),设π2=10,回路中电阻值恒定不变,则
A. t=0 时,回路瞬时电流为零
B. t=10 s 时,回路电流改变方向
C. t=1.5 s 时,回路瞬时电流最大
D. 从 t=0 到 t=10 s 时间内,回路产生的焦耳热为 400 J
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有一交流发电机模型,矩形金属线圈在匀强磁场中绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,发电机负载为白炽小灯泡,若线圈匝数为 100匝,回路总电阻为 2 Ω,线圈转动过程中穿过该线圈的磁通量Φ随时间 t 的变化规律为Φ=0.04sinπt(Wb),设π2=10,回路中电阻值恒定不变,则
A. t=0 时,回路瞬时电流为零
B. t=10 s 时,回路电流改变方向
C. t=1.5 s 时,回路瞬时电流最大
D. 从 t=0 到 t=10 s 时间内,回路产生的焦耳热为 400 J
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如图所示,边长为L,匝数为N,电阻不计的正方形线圈abcd,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴以角速度匀速转动,轴垂直于磁感线,制成一台交流发电机,它与理想变压器的原线圈连接,变压器原副线圈的匝数之比为1:2,二极管的正向电阻为零,反向电阻无穷大,从正方形线圈处于图示位置开始计时,下列判断正确的是
A. 交流发电极的感应电动势的瞬时值表达式为
B. 变压器的输入功率与输出功率之比为2:1
C. 电压表示数为
D. 若将滑动变阻器的滑片向下滑动,电流表的示数减小
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如图所示,边长为L,匝数为N,电阻不计的正方形线圈abcd,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴以角速度匀速转动,轴垂直于磁感线,制成一台交流发电机,它与理想变压器的原线圈连接,变压器原副线圈的匝数之比为1:2,二极管的正向电阻为零,反向电阻无穷大,从正方形线圈处于图示位置开始计时,下列判断不正确的是
A. 交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为
B. 变压器的输入功率与输出功率之比为1:2
C. 电压表示数为
D. 若将滑动变阻器的滑片向下滑动,电流表的示数增大
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如图所示,边长为L,匝数为N,电阻不计的正方形线圈abcd,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴以角速度匀速转动,轴垂直于磁感线,制成一台交流发电机,它与理想变压器的原线圈连接,变压器原副线圈的匝数之比为1:2,二极管的正向电阻为零,反向电阻无穷大,从正方形线圈处于图示位置开始计时,下列判断不正确的是
A. 交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为
B. 变压器的输入功率与输出功率之比为1:2
C. 电压表示数为
D. 若将滑动变阻器的滑片向下滑动,电流表的示数增大
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如图所示,边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴00/以角速度匀速转动,轴00/垂直于磁感线,制成一台交流发电机。它与理想变压器的原线圈连接,变压器原、副线圈的匝数之比为1:2,二极管的正向电阻为零,反向电阻无穷大。从正方形线圈处于图示位置开始计时,下列判断正确的是
A. 交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为
B. 变压器的输入功率与输出功率之比为1:1
C. 电压表V示数为
D. 若将滑动变阻器的滑片向下滑动,电流表和电压表示数均减小
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如图所示,边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动,轴OO′垂直于磁感线,制成一台交流发电机,它与理想变压器的原线圈连接,变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2,二极管的正向电阻为零,反向电阻无穷大,从正方形线圈处于图示位置开始计时,下列判断正确的是( )
A. 交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBωL2sin ωt
B. 变压器的输入功率与输出功率之比为2∶1
C. 电压表示数为NBωL2
D. 若将滑动变阻器的滑片向下滑动,电流表的示数减小
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