1、计算题 如图所示,正方形线圈abcd在磁感应强度B=1T的匀强磁场中绕轴OO′以角速度ω=10π rad/s匀速转动,线圈共10匝,线圈的电阻值为5 Ω,ab=0.6 m,bc=0.6 m,负载电阻R=45 Ω.求

(1)电阻R在0.05 s内发出的热量;(结果保留两位小数)
(2)电阻R在0.05 s内流过的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动).
参考答案:(1) Q=5.76 J. (2) q=0.072 C.
本题解析: (1)矩形线圈abcd在匀强磁场中旋转产生正弦交变电流,电动势的峰值为
Em=nBSω=10×1×0.6×0.6×10π V=113.04 V
电流的有效值
所以0.05 s内R上发出的热量Q=I2Rt=5.76 J.
(2)矩形线圈旋转过程中产生的感应电动势的平均值

电流的平均值
;
0.05 s内电路流过的电荷量q=It=0.072 C.
点评:本题要注意交变电流的最大值和平均值的区别,在计算通过的电荷量的时候,只能用电压的平均值来计算,不能用电压的有效值.
本题难度:一般
2、填空题
一个正弦交变电流的图象如图所示,由图象可知其频率f ="__" HZ,瞬时值表达式为u =___
参考答案:25 100sin50πt
本题解析:由图象可知其频率f =
,角速度
,则瞬时值表达式为u =
故答案为:25 100sin50πt
本题难度:简单
3、计算题 (17分)如图所示,一个半径为r的半圆形线圈,以直径ab为轴匀速转动,转速为n,ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场,磁感应强度为B.M和N是两个集流环,负载电阻为R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计,求:

(1)从图示位置起转过1/4转的时间内负载电阻R上产生的
热量;
(2)从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电
荷量;
(3)电流表的示数.
参考答案:

本题解析:


本题难度:简单
4、计算题 (10分)如图9所示,交流发电机的矩形线圈abcd中,已知线圈面积为0.01m2,匝数100匝,线圈电阻r =2Ω,外电阻R =8Ω,电流表和电压表对电路的影响忽略不计。线圈在磁感强度B=2/
(T)的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动,角速度ω=10πrad/s。若线圈经图示位置时开始计时(线圈平面平行于磁场方向),

(1)写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式;
(2)从图示位置起转过90°过程中,通过电阻R的电量
(3)从图示位置起转过90°过程中,线圈上产生的焦耳热
参考答案:(1)
(V)(2)
C(3)
J
本题解析:(1)峰值电动势Em =" nBSω" =20v…………………..(1分)
所求表达式为
(V)…………(2分)
(2)所求电量
C…(2分)
(3)回路中电流的有效值
A…(2分)
所求过程所用时间
s …………(1分)
所以线圈中产生的焦耳热
J ………………(2分)
本题考查交变电流的产生和有效值的概念,根据电动势的峰值公式Em = nBSω求得最大电动势,角速度为10πrad/s,根据瞬时值表达式带入求解,流过导体横截面的电量与磁通量的变化量有关,根据公式推导得到电量公式,带入求解
本题难度:一般
5、选择题 矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴匀速转动时,线圈跟中性面重合的瞬间,下列说法中正确的是 (? )
A.线圈中的磁通量为零
B.线圈中的感应电动势最大
C.线圈的每一边都不切割磁感线
D.线圈所受到的磁场力不为零
参考答案:C
本题解析: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,线圈中产生正弦式电流.在中性面时,线圈与磁场垂直,磁通量最大,速度方向与磁场方向平行,不切割磁感线,感应电动势为零.受到的磁场力为零,线圈每通过中性面一次,电流方向改变一次.故选C
点评:抓住两个特殊位置的特点:线圈与磁场垂直时,磁通量最大,感应电动势为零,即磁通量的变化率为零;线圈与磁场平行时,磁通量为零,感应电动势最大,即磁通量的变化率为最大.
本题难度:一般