Question

下圖是交流發(fā)電機(jī)的示意圖．為了清楚，老師只畫出了一匝線圈（實(shí)際共有N匝）．線圈AB邊（長(zhǎng)l₁）連在金屬環(huán)K上，CD邊（長(zhǎng)也為l₁）連在滑環(huán)L上；導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接．假定線圈沿逆時(shí)針方向以角速度ω₀勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲至�。�那么：
 
（1）線圈轉(zhuǎn)到上述圖示的

 

位置時(shí)，線圈中電流最大；
（2）線圈由丙轉(zhuǎn)到丁的過程中，AB邊中電流的方向

 

；
（3）當(dāng)AD邊和BC邊長(zhǎng)均為l₂，磁場(chǎng)可視為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，整個(gè)電路總電阻設(shè)為R，以丙圖位置計(jì)時(shí)t=0，則線圈中電流隨時(shí)間變化的規(guī)律為i=

 

．

Answer 1

分析：要解決此題，需要掌握發(fā)電機(jī)的制作原理，知道發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向和切割磁感線的方向有關(guān)．

解答：解：（1）乙與丁圖中，ab和cd邊運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向垂直，切割磁感線，產(chǎn)生電流最大；
（2）當(dāng)線圈由丙轉(zhuǎn)到丁的過程中，過線圈的磁通量變小，根據(jù)楞次定律，可知產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的方向與原磁場(chǎng)方向相同，AB邊中電流的方向A到B；
（3）以丙圖位置計(jì)時(shí)t=0，即從中性面開始計(jì)時(shí)，則線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式e=NBl₁l₂ω₀sinω₀t．
所以線圈中電流隨時(shí)間變化的規(guī)律為i=

NBl1l2ω0

R

sinω₀t．
故答案為：乙、�。籄→B；

NBl1l2ω0

R

sinω₀t．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了發(fā)電機(jī)的工作原理．要知道發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的．感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線的方向有關(guān)，能夠通過線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，判斷線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流放向的變化．