1、计算题 如图所示,线圈abcd的面积是0.05 m2,共100匝,线圈电阻为1 Ω,外接电阻R=9 Ω,匀强磁场的磁感应强度B= T,当线圈以60 r/s(转/秒)的转速匀速旋转时.问:

(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式.
(2)线圈转过 s时电动势的瞬时值多大?
(3)电路中,电压表和电流表的示数各是多少?
(4)线圈转一圈外力做功多大?
(5)从图示位置转过180°的过程中流过电阻R的电荷量是多大?
参考答案:(1)e=600sin120πt 3分
(2)0?3分
(3)270
V?2分?30
A?2分
(4)300J?4分
(5)
?4分
本题解析:(1)线圈从中性面开始转动,峰值
,由此可求得瞬时值表达式为e=600sin120πt(2)转过 s时的角度为
,瞬时值为0(3)电路中电动势的有效值为
,电流为
=
V(4)外力做功等于产生的焦耳热,因此
(5)由
点评:本题难度较小,对于交变电流要掌握四个值:有效值、峰值、瞬时值和瞬时值
本题难度:简单
2、选择题 不定项选择
面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场,线圈在磁场中以周期T绕OO"轴做匀速运动;乙图中的磁场变化规律为B=B0cos(2π/T)t,从图示时刻(t=0)起计时,则( ? )

A.两线圈中磁通量变化规律均为?φ=B0Scos(2π/T)t
B.两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同
C.两线圈中产生的交变电流的有效值不同
D.从此刻起,T/4时间内流过线圈横截面的电荷量不同
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图,线圈的面积是0.05m2,共100匝,线圈电阻为r=1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度B=
T,当线圈以300r/min的转速匀速旋转时,求:(此题最后结果可保留根号)
(1)若线圈从图示位置开始计时,写出线圈中感应电动势瞬时值表达式.
(2)电路中电压表和电流表的示数各是多少?
(3)由图示位置转过90°角的过程中,电阻R上产生的热量为多少?
(4)由图示位置转过180°角的过程中,流经电阻R上的电量为多少?
参考答案:(1)∵从中性面开始转动,并且求的是瞬时值,故
e=Emsinωt=(NBS?2πn)sin2πnt=50sin10πt(V)
即线圈从图示位置开始计时,写出线圈中感应电动势瞬时值表达式为e=50sin10πt(V).
(2)电压表和电流表的示数都是有效值
先求电动势的有效值
E=Em
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 (10分)如图所示,一个小型旋转电枢式交流发电机,其矩形线圈的长度为a,宽度为b,共有n匝,总电阻为r。与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻。线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO"匀速转动,沿转轴OO"方向看去,线圈转动方向沿顺时针。

(1)在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向。?
(2)从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时,经多长时间,通过电阻R上的电流的瞬时值第一次为零。
(3)与电阻并联的交流电压表的示数是多少?
参考答案:(1)自上而下(2)
(3)
本题解析:(1)自上而下。?(2分)
(2)线圈转动产生感应电流的周期为
?(1分)
从图示位置开始,过
第一次出现
的情况。?(2分)
(3)线圈转动时产生感应电动势的最大值为
?(1分)
感应电流的最大值
?(1分)
电阻两端电压的最大值
?(1分)
交流电压表的示数为
?(2分)
点评:在交变电流形成过程中,学生能够掌握中性面的含义、正弦和余弦发生的条件,知道电压表测量的都是有效值而不是峰值、瞬时值,能够利用峰值求有效值
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,沿着OO′方向观察,线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感强度为B,线圈匝数为n,ab边的边长为l1,ad边的边长为l2,线圈总电阻为R,转动的角速度为
,则当线圈转至图示位置时

A.线圈中感应电流的方向为abcda
B.线圈中的感应电动势为
C.穿过线圈磁通量随时间的变化率最大
D.线圈ad边所受安培力的大小为
参考答案:C
本题解析:线框绕垂直磁场的转轴匀速转动,产生正弦交流电,感应电动势最大为
,选项B错。根据安培右手定则,感应电流方向为
和
,电流方向为adcba,选项A错。图示位置,磁通量等于0,但电动势最大,即磁通量变化率最大,选项C对。有效电动势
,感应电流
,安培力
,选项D错。
本题难度:简单