一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈內(nèi)便產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的電流，這就是交流發(fā)電機(jī)原理.如圖3-2-20所示.請(qǐng)思考下列問(wèn)題：

圖3-2-20

（1）實(shí)際的發(fā)電機(jī)，為了運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，軸OO′通常位于ad、bc邊的中點(diǎn)連線上.若將軸OO′向左或向右平移任意距離（小于或等于ad/2），線圈中是否仍產(chǎn)生規(guī)律相同的正弦式電流，為什么？

（2）若將線圈abcd換成等面積的圓形線圈，使其繞位于直徑的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中是否仍產(chǎn)生規(guī)律相同的正弦式電流，為什么？

（3）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與時(shí)間t的關(guān)系表達(dá)式的形式是正弦型還是余弦型和什么條件有關(guān)？

解析：（1）如下圖設(shè)軸OO′向左平移，設(shè)離a端距離為x，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間t，線圈中的電動(dòng)勢(shì)e＝B(ab)xωsinωt＋B(cd)(ad－x)ωsinωt＝B(ab)(ad)ωsinωt＝BSωsinωt.由此可見(jiàn)，線圈中仍產(chǎn)生規(guī)律相同的正弦式電流，與軸的位置無(wú)關(guān).

 (2)由（1）可知，線圈中的電動(dòng)勢(shì)E＝BSωsinωt,與線圈的面積相關(guān)，與形狀無(wú)關(guān).因此，線圈中仍產(chǎn)生規(guī)律相同的正弦式電流.

(3)由（1）的推導(dǎo)過(guò)程可知，若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，表達(dá)式為正弦型即E＝sinωt；若從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，表達(dá)式為余弦型即?E＝cosωt.

答案：（1）線圈中仍產(chǎn)生規(guī)律相同的正弦式電流�。�2）線圈中仍產(chǎn)生規(guī)律相同的正弦式電流　（3）e＝cosωt


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)（1）一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交變電流，其電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為e=311sin314t（V）．已知線圈匝數(shù)是100，面積為0.02m2，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=
 
T（保留一位有效數(shù)字），當(dāng)線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)3π/4 時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為
 
V．
（2）如圖為用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì) 算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)前已平衡摩擦力．精英家教網(wǎng)
①實(shí)驗(yàn)中采用控制變量法，應(yīng)保持
 
不變，用鉤  碼所受的重力作為小車所受的
 
，用DIS測(cè)小車的加速度．
②改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量．根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可 畫出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）．分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是
 
．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是：
A．小車與軌道之間存在摩擦    B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大      D．所用小車的質(zhì)量太大
（3）在“測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量對(duì)象為1節(jié)新的干電池．某同學(xué)用圖甲所示電路測(cè)量時(shí)，在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)變化不明顯，估計(jì)是因?yàn)殡姵剌^新造成．為了提高實(shí)驗(yàn)精度，該同學(xué)采用圖乙所示電路．實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：量程3V的電壓表；量程0.6A的電流表（具有一定內(nèi)阻）；定值電阻R0（阻值未知，約幾歐姆）；滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω），滑動(dòng)變阻器R2（0～200Ω）；單刀單擲開(kāi)關(guān)S1、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2，導(dǎo)線若干．精英家教網(wǎng)
①乙電路中，加接電阻R0有兩方面的作用，一是方便實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)測(cè)量，二是
 
．
②為方便實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用
 
（填R1或R2）．
③開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前，S1、S2都處于斷開(kāi)狀態(tài)．現(xiàn)在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)：
A、閉合S1，S2打向1，測(cè)得電壓表的讀數(shù)U0，電流表的讀數(shù)為I0；
B、閉合S1，S2打向2，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2．則新電池電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為E=
 
，內(nèi)阻的表達(dá)式r=
 
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)e=220
2
sin100πt（V），則下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A、該電流的頻率為100H
B、電動(dòng)勢(shì)的有效值為 220V
C、電動(dòng)勢(shì)的峰值為311V
D、t=0時(shí)，線圈平面與磁感線垂直

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科目：高中物理 來(lái)源：2010-2011學(xué)年天津市南開(kāi)區(qū)高三一模考試?yán)砭C物理部分 題型：實(shí)驗(yàn)題

（1）（4分）一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交變電流，其電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為e = 311sin314t(v)．已知線圈匝數(shù)是100，面積為0.02m2，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度       B =        T(保留一位有效數(shù)字)，當(dāng)線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)3π/4 時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為    V．

（2）（6分）如圖為用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì) 算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)前已平衡摩擦力．

①實(shí)驗(yàn)中采用控制變量法，應(yīng)保持___不變，用鉤  碼所受的重力作為小車所受的___，用DIS測(cè)小車的加速度．

②改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量。根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可 畫出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）．分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是：

A．小車與軌道之間存在摩擦       B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大         D．所用小車的質(zhì)量太大

（3）(8分)在“測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量對(duì)象為1節(jié)新的干電池．某同學(xué)用圖甲所示電路測(cè)量時(shí)，在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)變化不明顯，估計(jì)是因?yàn)殡姵剌^新造成。為了提高實(shí)驗(yàn)精度，該同學(xué)采用圖乙所示電路．實(shí)驗(yàn)室提供的器材有： 量程3V的電壓表；量程0.6A的電流表（具有一定內(nèi)阻）；定值電阻R0（阻值未知，約幾歐姆）；滑動(dòng)變阻器R1（0 ~ 10Ω），滑動(dòng)變阻器R2（0 ~ 200Ω）；單刀單擲開(kāi)關(guān)S1、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2，導(dǎo)線若干．

   

①乙電路中，加接電阻R0有兩方面的作用，一是方便實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)測(cè)量，二是___  ．

②為方便實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用        （填R1或R2）．

③開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前，S1、S2都處于斷開(kāi)狀態(tài)．現(xiàn)在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)：

A、閉合S1，S2打向１，測(cè)得電壓表的讀數(shù)Ｕ0，電流表的讀數(shù)為Ｉ0；

B、閉合S1，S2打向2，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2．則新電池電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為E =        ，內(nèi)阻的表達(dá)式r =        ．

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2011年天津市南開(kāi)區(qū)高考物理一模試卷（解析版） 題型：解答題

（1）一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交變電流，其電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為e=311sin314t（V）．已知線圈匝數(shù)是100，面積為0.02m2，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=______T（保留一位有效數(shù)字），當(dāng)線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)3π/4 時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為_(kāi)_____V．
（2）如圖為用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì) 算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)前已平衡摩擦力．
①實(shí)驗(yàn)中采用控制變量法，應(yīng)保持______不變，用鉤  碼所受的重力作為小車所受的______，用DIS測(cè)小車的加速度．
②改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量．根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可 畫出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）．分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是：
A．小車與軌道之間存在摩擦    B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大      D．所用小車的質(zhì)量太大
（3）在“測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量對(duì)象為1節(jié)新的干電池．某同學(xué)用圖甲所示電路測(cè)量時(shí)，在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)變化不明顯，估計(jì)是因?yàn)殡姵剌^新造成．為了提高實(shí)驗(yàn)精度，該同學(xué)采用圖乙所示電路．實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：量程3V的電壓表；量程0.6A的電流表（具有一定內(nèi)阻）；定值電阻R（阻值未知，約幾歐姆）；滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω），滑動(dòng)變阻器R2（0～200Ω）；單刀單擲開(kāi)關(guān)S1、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2，導(dǎo)線若干．
①乙電路中，加接電阻R有兩方面的作用，一是方便實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)測(cè)量，二是______．
②為方便實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______（填R1或R2）．
③開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前，S1、S2都處于斷開(kāi)狀態(tài)．現(xiàn)在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)：
A、閉合S1，S2打向1，測(cè)得電壓表的讀數(shù)U，電流表的讀數(shù)為I；
B、閉合S1，S2打向2，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2．則新電池電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為E=______，內(nèi)阻的表達(dá)式r=______．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）（4分）一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交變電流，其電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為e =311sin314t(v)．已知線圈匝數(shù)是100，面積為0.02m2，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度      B =        T(保留一位有效數(shù)字)，當(dāng)線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)3π/4 時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為    V．

（2）（6分）如圖為用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì) 算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)前已平衡摩擦力．

①實(shí)驗(yàn)中采用控制變量法，應(yīng)保持___不變，用鉤  碼所受的重力作為小車所受的___，用DIS測(cè)小車的加速度．

②改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量。根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可 畫出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）．分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是：

A．小車與軌道之間存在摩擦      B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大         D．所用小車的質(zhì)量太大

（3）(8分)在“測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量對(duì)象為1節(jié)新的干電池．某同學(xué)用圖甲所示電路測(cè)量時(shí)，在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)變化不明顯，估計(jì)是因?yàn)殡姵剌^新造成。為了提高實(shí)驗(yàn)精度，該同學(xué)采用圖乙所示電路．實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：量程3V的電壓表；量程0.6A的電流表（具有一定內(nèi)阻）；定值電阻R0（阻值未知，約幾歐姆）；滑動(dòng)變阻器R1（0 ~ 10Ω），滑動(dòng)變阻器R2（0 ~ 200Ω）；單刀單擲開(kāi)關(guān)S1、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2，導(dǎo)線若干．

   

①乙電路中，加接電阻R0有兩方面的作用，一是方便實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)測(cè)量，二是___  ．

②為方便實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用        （填R1或R2）．

③開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前，S1、S2都處于斷開(kāi)狀態(tài)．現(xiàn)在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)：

A、閉合S1，S2打向１，測(cè)得電壓表的讀數(shù)Ｕ0，電流表的讀數(shù)為Ｉ0；

B、閉合S1，S2打向2，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2．則新電池電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為E =        ，內(nèi)阻的表達(dá)式r =        ．

 

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