如圖所示，一個半徑為L的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直紙面向里（與ab垂直）的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，M和N是兩個集流環(huán)，負(fù)載電阻為R線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計，求：
（1）電流表的示數(shù)；
（2）從圖示位置起轉(zhuǎn)過1/4周期內(nèi)負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量；
（3）從圖示位置起轉(zhuǎn)過1/4周期內(nèi)負(fù)載電阻R的電荷量．
（1）因最大感應(yīng)電動勢，則有：Em=BSω，
又閉合電路歐姆定律，則有：Im=
Em
R
；
電流的有效值，I=
Im
2
=
Em
2
R
=
BωS
2
R
=
B×2πn×
1
2
πL2
2
R
=
π2L2nB
2
R

因只存在左側(cè)勻強(qiáng)磁場，因此電流表的示數(shù)，I′=
π2L2nB
2
R
；
（2）根據(jù)焦耳定律，則有，
從圖示位置起轉(zhuǎn)過
1
4
圈的時間內(nèi)負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=(
π2L2nB
2
R
)2R×
T
4
=(
π2L2nB
2
R
)2R×
1
4
×
2π
2πn
=
π4B2L4n
8R

（3）從圖示位置起轉(zhuǎn)過
1
4
圈的時間內(nèi)，穿過線框平面的磁通量的變化量為：△?=B
1
2
πL2．
根據(jù)推論得到，通過通過小燈泡的電荷量為q=
.
I
?△t=
.
E
R
?△t=
△?
△t
R
△t=
△?
R
=
πBL2
2R

答：（1）電流表的示數(shù)，I=
π2L2nB
2
R
；
（2）從圖示位置起轉(zhuǎn)過
1
4
周期內(nèi)負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量Q=
π4B2L4n
8R
；
（3）從圖示位置起轉(zhuǎn)過
1
4
周期內(nèi)負(fù)載電阻R的電荷量q=
πBL2
2R
．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題




A．2.2WB．2.2W
C．2.2WD．2.2W

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖線圈的面積為1×102cm2，共100匝．處在B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，以100/π轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，已知線圈電阻為1Ω，外接電阻為9Ω，那么（　　）
A．電壓表的讀數(shù)45
2
v
B．以圖示位置為計時零點(diǎn)，電流的表達(dá)式i=10sin200t
C．線圈從圖示位置開始轉(zhuǎn)過90°角的過程中，通過線圈導(dǎo)線截面的電量0.05C
D．一個周期內(nèi)外力做功的平均功率為500W

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n=100，穿過每匝線圈的磁通量φ隨時間按正弦規(guī)律變化，發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻r=4.0Ω，外電路中的電阻R=6Ω，燈泡L電阻RL=12Ω，不計其它電阻，交流電流表為理想電流表．求：
（1）線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω；
（2）交流電流表的讀數(shù)；
（3）在1min內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

一發(fā)電機(jī)線圈的面積是0.05m2，共100匝，線圈電阻為1Ω，外接電阻R=9Ω，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1πT，當(dāng)線圈以300r/min的速度勻速轉(zhuǎn)動時，求：
（1）若從線圈處于中性面開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電勢的瞬時值表達(dá)式
（2）線圈轉(zhuǎn)了130s時電動勢的瞬時值多大？
（3）電路中流過電阻R的電流的峰值是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的交變電流的最大值出現(xiàn)在（　�。�
A．線圈平面與磁感線平行時
B．線圈平面與磁感線垂直時
C．線圈平面與中性面重合時
D．線圈平面與中性面成30°角時

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

圖1是一臺發(fā)電機(jī)定子中的磁場分布圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀．M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸．磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿圓柱半徑、大小近似均勻的磁場，磁感強(qiáng)度B=0.50T
圖2是該發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的示意圖（虛線表示定子的鐵芯M）．矩形線框abcd可繞過ad、cb邊的中點(diǎn)并與圖1中的鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)軸oo′旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，線框的ab、cd邊始終處在圖1所示的縫隙內(nèi)的磁場中．已知ab邊長L1=20.0cm，ad邊長L2=10.0cm線框共有N=8匝導(dǎo)線．將發(fā)電機(jī)的輸出端接入圖中的裝置K后，裝置K能使交流電變成直流電，而不改變其電壓的大�。绷麟姷牧硪粋�輸出端與一可變電阻R相連，可變電阻的另一端P是直流電的正極，直流電的另一個輸出端Q是它的負(fù)極．
圖3是可用于測量阿伏加德羅常數(shù)的裝置示意圖，其中A、B是兩塊純銅片，插在CuSO4稀溶液中，銅片與引出導(dǎo)線相連，引出端分別為x、y．

現(xiàn)把直流電的正、負(fù)極與兩銅片的引線端相連，調(diào)節(jié)R，使CuSO4溶液中產(chǎn)生I=0.20A的電流．假設(shè)發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻可忽略不計，兩銅片間的電阻r是恒定的，線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω=200rad/s，求
（1）每匝線圈中的感應(yīng)電動勢的大�。�
（2）可變電阻R與A、B間電阻r之和．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生正弦式交流電．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到中性面位置時，下列說法正確的是（　�。�
A．穿過線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)電動勢最大
B．穿過線圈的磁通量最小，線圈中的感應(yīng)電動勢最小
C．穿過線圈的磁通量最小，線圈中的感應(yīng)電動勢最大
D．穿過線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)電動勢最小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，交流電源電壓u=20sin（100πt）V，電路中的電阻R=10Ω，則電路中的電流表和電壓表的示數(shù)分別為（　�。�
A．2A，20VB．1.41A，20V
C．1.41A，14.1VD．2A，14.1V

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