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1、选择题 矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中,线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示,下列说法中正确的是(?)

A.2s末线框平面垂直于磁场,通过线框的磁通量最大
B.1s末线框平面垂直于磁场,通过线框的磁通量变化最快
C.此交变电流方向在1min内改变30次
D.将此交变电流接一标有:“36V,40W”的白炽灯时,此灯能正常发光
参考答案:ACD
本题解析:2s末电动势为零,此时线框平面垂直于磁场,通过线框的磁通量最大,A正确;1s末感应电动势最大,引时线框平面平行于磁场方向,通过线框的磁通量变化最快,B错误;周期为4s,一周内电流方向改变两次,则1min内改变30次,C正确;交流电的最大值为
V,有效值为36V,D正确。
本题难度:一般
2、简答题 一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈内便产生按正弦规律变化的电流,这就是交流发电机原理.如图3-2-20所示.请思考下列问题:

图3-2-20
(1)实际的发电机,为了运转平稳,轴OO′通常位于ad、bc边的中点连线上.若将轴OO′向左或向右平移任意距离(小于或等于ad/2),线圈中是否仍产生规律相同的正弦式电流,为什么?
(2)若将线圈abcd换成等面积的圆形线圈,使其绕位于直径的轴匀速转动,线圈中是否仍产生规律相同的正弦式电流,为什么?
(3)线圈中感应电动势E与时间t的关系表达式的形式是正弦型还是余弦型和什么条件有关?
参考答案:(1)线圈中仍产生规律相同的正弦式电流 (2)线圈中仍产生规律相同的正弦式电流 (3)e=
cosωt
本题解析:(1)如下图设轴OO′向左平移,设离a端距离为x,逆时针转动,从中性面开始计时,经时间t,线圈中的电动势e=B(ab)xωsinωt+B(cd)(ad-x)ωsinωt=B(ab)(ad)ωsinωt=BSωsinωt.由此可见,线圈中仍产生规律相同的正弦式电流,与轴的位置无关.

(2)由(1)可知,线圈中的电动势E=BSωsinωt,与线圈的面积相关,与形状无关.因此,线圈中仍产生规律相同的正弦式电流.
(3)由(1)的推导过程可知,若从中性面开始计时,表达式为正弦型即E=
sinωt;若从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时,表达式为余弦型即?E=
cosωt.
本题难度:简单
3、选择题 如图所示,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N内阻不计,绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动,从图示位置开始计时.矩形线圈通过滑环接一理想变压器,滑动触头P上下移动时可改变输出电压,副线圈接有可调电阻R,下列判断正确的是( )
A.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωt
B.矩形线圈从图示位置经过
时间时,通过电流表的电荷量为0
C.当P位置不动,R增大时,电压表读数也增大
D.当P位置向上移动、R不变时,电流表读数减小