【題目】圖示為一個小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈的面積為，共有匝，線圈總電阻為，可繞與磁場方向垂直的固定對稱軸轉(zhuǎn)動；線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中，線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路電阻的連接．在外力作用下線圈以恒定的角速度繞軸勻速轉(zhuǎn)動．（不計轉(zhuǎn)動軸及滑環(huán)與電刷的摩擦）．求：

(1)求發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值；

(2)求線圈勻速轉(zhuǎn)動過程中電流表的示數(shù)；

(3)求線圈轉(zhuǎn)動周過程中發(fā)電機(jī)線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱．

【答案】(1) (2) (3)

【解析】試題分析：根據(jù)交流電的產(chǎn)生過程，代入相關(guān)的數(shù)據(jù)即可推導(dǎo)出發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值的表達(dá)式；線圈勻速轉(zhuǎn)動過程中電流表的示數(shù)是有效值，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求解；根據(jù)焦耳定律求出發(fā)電機(jī)線圈電阻r產(chǎn)生的焦耳熱；根據(jù)焦耳定律求出線圈速度轉(zhuǎn)動N周過程中發(fā)電機(jī)線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱。

（1）線圈平面與磁場方向平行時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大，設(shè)ab邊的線速度為v，該邊產(chǎn)生的

感應(yīng)電動勢為： ，同理：cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：

線圈產(chǎn)生的總感應(yīng)電動勢為： ，因?yàn)橛校?/span> ，

所以： ，線速度為： ，

所以：

（2）線圈勻速轉(zhuǎn)動過程中電流表的示數(shù)是有效值，所以感應(yīng)電動勢的有效值為： ，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得：

（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動的周期是： ，根據(jù)焦耳定律得：

線圈速度轉(zhuǎn)動N周過程中發(fā)電機(jī)線圈電阻r產(chǎn)生的焦耳熱： 。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，金屬框架ABC固定在水平面內(nèi)，AB與BC間夾角為θ，光滑導(dǎo)體棒DE在框架上從B點(diǎn)開始在外力作用下以速度v向右勻速運(yùn)動，導(dǎo)體棒與框架足夠長且構(gòu)成等腰三角形電路。若框架與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為R，導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸，下列關(guān)于電路中電流大小I與時間t、消耗的電功率P與水平移動的距離x變化規(guī)律的圖像中正確的是( )

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是測定兩個電源的電動勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)中得到的U－I圖線，則應(yīng)有

A. 當(dāng)I1=I2時，電源總功率P1=P2

B. 當(dāng)I1=I2時，外電阻R1=R2

C. 當(dāng)U1=U2時，電源輸出功率P出1<P出2

D. 當(dāng)U1=U2時，電源內(nèi)部消耗的電功率P內(nèi)1>P內(nèi)2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（a）為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250 μA，內(nèi)阻為480 Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆×100 Ω擋。

（1）圖（a）中的B端與______（填“紅”或“黑”）色表筆相連接。

（2）關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是_______（填正確答案標(biāo)號）。

A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置

B．使用電壓擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤左端電壓為“0”位置

C．使用電流擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置

D. 使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置

（3）換擋開關(guān)接1時，對應(yīng)的檔位是_________ ，換擋開關(guān)接3時，對應(yīng)的檔位是______

A．直流電壓1 V擋

B．直流電壓5 V擋

C．直流電流1 mA擋

D. 直流電流2.5 mA擋

E. 歐姆×100 Ω擋

（4）某次測量時該多用電表指針位置如圖（b）所示。若此時B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；若此時B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，正方形閉合導(dǎo)線框在邊界水平的勻強(qiáng)磁場區(qū)域的上方，由不同高度靜止釋放，用、分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場的時刻，用、分別表示線框ab邊和cd邊剛出磁場的時刻。線框下落過程中形狀不變，ab邊始終保持與磁場水平邊界平行，線框平面與磁場方向垂直。設(shè)磁場區(qū)域的寬度大于線框的邊長，不計空氣阻力的影響，則下列反映線框下落過程中速度v隨時間t變化規(guī)律的圖象有可能的是 (　　)

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（甲）所示，邊長為，質(zhì)量的正方形絕緣金屬線框，平放在光滑的水平桌面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，金屬線框的一邊與磁場的邊界重合，在力作用下金屬線框由靜止開始向左運(yùn)動，在內(nèi)從磁場中拉出，測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖（乙）所示，已知金屬線框的總電阻為．

(1)試判斷金屬線框從磁場中拉出的過程中，線框中的感應(yīng)電流方向？

(2) 時，金屬線框的速度？

(3)已知在內(nèi)力做功，那么，金屬框從磁場拉出過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖(a)所示，在空氣中放有一半徑為R、折射率為的透明球，離球心0相距R的A點(diǎn)處有一可向各個方向發(fā)光的點(diǎn)光源。求透明球表面有光射出部分的面積。提示：如圖(b)所示球冠的面積公式為S=2πr(1-cosθ).空氣的折射率為1.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器已經(jīng)充電，靜電計的金屬球與電容器的一個極板連接，外殼與另一個極板連接，靜電計指針的偏轉(zhuǎn)指示電容器兩極板間的電勢差．實(shí)驗(yàn)中保持極板上的電荷量Q不變．設(shè)電容器兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述正確的是（ ）

A. 保持d不變，減小S，則θ變小

B. 保持S不變，減小d，則θ不變

C. 保持S不變，增大d，則θ增大

D. 保持S、d不變，在兩板間插入電介質(zhì)，則θ變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】從中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院獲悉，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS），預(yù)計今年將發(fā)射18顆衛(wèi)星．這就意味著：北斗將全覆蓋亞洲地區(qū)，尤其是一帶一路沿線國家．如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，己知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運(yùn)動，a是地球同步衛(wèi)星，a和b的軌道半徑相同，且均為c的k倍，己知地球自轉(zhuǎn)周期為T。則

A. 衛(wèi)星b也是地球同步衛(wèi)星

B. 衛(wèi)星a的向心加速度是衛(wèi)星c的向心加速度的k2倍

C. 衛(wèi)星c的周期為

D. a、b、c三顆衛(wèi)星的運(yùn)行速度大小關(guān)系為va=vb=

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