知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

2．
如图所示，线圈\(abcd\)的面积是\(0.05m^{2}\)，共\(100\)匝，线圈电阻为\(r=1Ω\)，外接电阻\(R=4Ω\)，电流表和电压表均为理想电表，匀强磁场的磁感应强度为\(B=\dfrac{1}{\pi }T\)，当线圈以转速\(5r/s\)匀速转动时，求：

\((1)\)交流发电机产生的电动势的最大值；
\((2)\)线圈从图示位置开始计时的电动势瞬时表达式；
\((3)\)电路中交流电流表的示数；

\((4)1min\)时间内外力对线框所做的功．

难度：难

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3．交流发电机转子有\(n\)匝线圈，每匝线圈所围面积为\(S\)，匀强磁场的磁感应强度为\(B\)，匀速转动的角速度为\(\omega\)，线圈电阻为\(r\)，外电路电阻为\(R\)，当线圈处于中性面时开始计时，逆时针匀速转动\(180^{{∘}}\)过程中，求：

\((1)\)通过\(R\)的电荷量\(q\)
\((2)\)写出\(R\)两端的电压瞬时值的表达式
\((3)R\)上产生的电热\(Q\)
\((4)\)外力做的功\(W\)．

难度：难

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4．下图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中电流表有示数的位置是

甲乙丙丁

A．甲、丙

B．乙、丁

C．甲、乙

D．丙、丁

难度：难

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5．
如图所示，线圈\(abcd\)的面积是\(0.05m^{2}\)，共\(100\)匝，线圈总电阻为\(1Ω\)，外接电阻\(R=9Ω\)，匀强磁场的磁感应强度\(B=0.4T\)，线圈绕垂直于磁感线且通过线圈的中轴线匀速转动，转动角速度\(ω=50 rad/s\)，求：

\((1)\)线圈从图示位置\((\)线圈平面与磁感线垂直\()\)开始计时的感应电动势最大值和感应电动势瞬时表达式；

\((2)\)电路中电压表和电流表的示数各是多少？

难度：难

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6．

如图所示，矩形线圈面积为\(S\)，匝数为\(N\)，线圈电阻为\(r\)，在磁感应强度为\(B\)的匀强磁场中绕轴以角速度\(ω\)匀速转动，外电路电阻为\(R\)，当线圈由图示位置转过\(90^{0}\)的过程中，下列说法正确的是( )

A．磁通量的变化量\(\triangle ϕ=NBS \)

B．电压表的示数为\( \dfrac{NBSw}{ \sqrt{2}} \)

C．电阻\(R\)产生的焦耳热\(Q= \dfrac{{N}^{2}{B}^{2}{S}^{2}wRπ}{4{\left(R+r\right)}^{2}} \)

D．通过电阻\(R\)的电量为\(q= \dfrac{NBS}{R+r} \)

难度：难

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7．
如图甲所示，一台交流发电机给一台电动机\((\)用符号\(M\)表示\()\)供电，已知发电机中的矩形线圈\(ABCD\)的匝数为\(N\)，\(AB\)边的长为\(L_{1}\)，\(BC\)的长为\(L_{2}\)，线圈所处的磁场可看成匀强磁场，磁感应强度为\(B\)。线圈绕中轴线\(OO{{'}}\)匀速转动，角速度为\(ω\)，\(OO{{'}}\)与磁场垂直。设\(t=0\)时刻，线圈与磁场平行。

\((1)\)试推导出\(t\)时刻线圈产生的电动势\(e\)随时间\(t\)变化的关系式，并在图乙的坐标系中大致作出\(e\)随时间\(t\)变化的函数图象\((\)要求画出一个周期并用符号标出峰值和周期\()\)。

\((2)\)若电压表的示数为\(200V\)，电流表的示数为\(5.0A\)，已知发电机线圈的内阻为\(2.0Ω\)，电动机内线圈的电阻为\(4.0Ω\)，电流表和电压表均视为理想电表。求发电机产生电动势的峰值和电动机对外输出机械功率的大小。

难度：难

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8．

如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，边长\(L_{1}=0.40m\)、\(L_{2}=0.25m\)，其匝数\(n=100\)匝，总电阻\(r=1.0Ω\)，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环\(C\)、\(D(\)集流环\()\)焊接在一起，并通过电刷和\(R=3.0Ω\)的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度\(B=1.0T\)，在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴\(O_{1}O_{2}\)匀速转动，角速度\(ω=2.0rad/s\)。求：

\((1)\)电阻\(R\)两端电压的最大值；

\((2)\)从线圈通过中性面\((\)即线圈平面与磁场方向垂直的位置\()\)开始计时，经过\(\dfrac{1}{4}\)周期通过电阻\(R\)的电荷量；

\((3)\)在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热。

难度：难

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9．

\(27\)、如图所示为交流发电机示意图，匝数为 \(n\)\(=100\)匝的矩形线圈，边长分别为 \(10 cm\)和\(20 cm\)，内阻为 \(5Ω\)，在磁感应强度 \(B\)\(=0.5 T\)的匀强磁场中绕 \(OO\)\(′\)轴以\(50\) \(rad/s\)的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部 \(20Ω\)的电阻 \(R\)相接\(.\)求电键\(S\)合上后，

\((1)\)写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式

\((2)\)电压表和电流表示数；

\((3)\)电阻\(R\)上所消耗的电功率是多少？

\((4)\)从计时开始，线圈转过的过程中，通过外电阻\(R\)的电量；

难度：难

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10．

如图所示，有一矩形线圈的面积为 \(S\)，匝数为\(N\)，内阻不计，绕 \(OO’\)轴在水平方向的磁感应强度为 \(B\) 的匀强磁场中以角速度 \(ω\) 做匀速转动，从图示位置开始计时，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头 \(P\) 上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻 \(R\)，下列判断正确的是

A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 \(e=NBSω\sin ωt\)

B．矩形线圈从图示位置经过 \(2π/ω\) 的时间，通过电流表的电荷量为 \(0\)

C．当 \(P\) 位置不动，\(R\) 增大时，电压表读数也增大

D．当 \(P\) 位置向上移动，\(R\) 不变时，电流表读数减小

难度：难

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