知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．（2016春•郯城县校级月考）如图所示是一个交流发电机的示意图，线框abcd处于匀强磁场中，已知ab=bc=10cm，匀强磁场的磁感应强度B=1T，线圈的匝数N=100，线圈的总电阻r=5Ω，外电路负载电阻R=5Ω，线圈以n=10r/s，电表是理想电表．求
（1）电压表的示数？
（2）从图示位置开始经1/60s时感应电动势的瞬时值多大？
（3）从图示位置开始经1/60s的这段时间通过R的电量？
（4）线圈匀速转动一周外力做多少功？

难度：中等

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2．（2014秋•朝阳校级期末）如图所示，面积为S的单匝矩形线框置于竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，并在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，图中线框平面处于竖直面内，经过此位置时回路中产生的电动势的瞬时值E= ；从图示位置开始计时线圈中产生的电动势的瞬时值表达式为e= ；从图示位置开始转过90°的过程中的平均感应电动势
.
E
= ；经过水平位置前后电流计指针偏转方向．（填相同或相反）．

难度：中等

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3．如图所示，单匝线圈在匀强磁场中绕OO′轴从图示位置开始匀速转动．已知从图示位置转过
π
6
时，线圈中电动势大小为10V，求：
（1）该交变电源电动势的峰值；
（2）该交变电源电动势的有效值；
（3）设线圈电阻为R=1Ω，角速度ω=100rad/s，求线圈由中性面转过
π
2
过程中通过导线截面的电荷量．

难度：中等

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4．有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用．图1中，线圈的匝数为n，ab长度为L₁，bc长度为L₂．图2是此装置的侧视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90⁰．某次测试时，外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动，电刷M端和N端接电流传感器，电流传感器记录的i-t图象如图3所示（I为已知量），取ab边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻t=0．不计线圈转动轴处的摩擦

（1）求线圈在图2所示位置时，产生电动势E的大小，并指明电刷M和N哪个接电源正极；
（2）求闭合电路的总电阻R和外力做功的平均功率P；
（3）为了能够获得更多的电能，依据所学的物理知识，请你提出改进该装置的三条建议．

难度：中等

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5．如图甲所示，长、宽分别为L₁、L₂的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O₁O₂转动．线框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，并通过电刷和定值电阻R相连．线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B₀、B₁和t₁均为已知．在0～t₁的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t₁时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动．求：
（1）0～t₁时间内通过电阻R的电流大小；
（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；
（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量．

难度：中等

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6．

如图所示，面积为S的矩形线圈共N匝，线圈总电阻为R，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中以竖直线OO′为轴，以角速度ω，匀速旋转，图示位置C与纸面共面，位置A与位置C成45°角．线圈从位置A转过90°到达位置B的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．平均电动势为

NBSω

B．通过线圈某一截面的电量q=

BNS

C．在此转动过程中，外界对线圈做的总功为ω

N2B2S2π

D．在此转动过程中，电流方向会发生改变

难度：中等

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7．如图所示，正方形导线框abcd，每边长为L，ab边的质量为m，且质量分布均匀，其它边质量不计，导线框的总电阻为R，cd边与光滑固定转轴OO'相连，线框可绕OO'轴自由转动，整个装置处在磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场中．现将线框拉至水平位置，由静止开始释放，经时间t，ab边到达最低点，此时ab边的角速度为ω．不计空气阻力．求：
（1）在t时间内通过导线横截面的电量q为多少；
（2）在最低点时ab边受到的安培力大小和方向；
（3）在最低点时ab边受到ca边的拉力大小；
（4）在t时间内线框中产生的热量．

难度：中等

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8．如图甲所示，长、宽分别为L₁、L₂的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O₁O₂转动．线框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，并通过电刷和定值电阻R相连．线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B₀、B₁和t₁均为已知．在0～t₁的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t₁时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动．求：
（1）0～t₁时间内通过电阻R的电流大小；
（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；
（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量．
（4）当线圈平面与中性面夹角为π/3时，感应电动势为多少？

难度：中等

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9．如图所示，n=50匝的矩形线圈abcd，边长ab=20cm，bc=25cm，放在磁感强度B=0.4T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动，转动角速度ω=50rad/s，线圈的总电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω．试求：
（1）线圈在图示位置（线圈平面与磁感线平行）时，感应电动势的大小．
（2）线圈从图示位置转动90°过程中通过电阻R的电量．
（3）1min时间内电阻R上产生的热量．

难度：中等

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10．（2010•金山区一模）如图所示，匀强磁场竖直向下，磁感应强度为B．有一边长为L的正方形导线框abcd，匝数为N，可绕oo′边转动，导线框总质量为m，总电阻为R．现将导线框从水平位置由静止释放，不计摩擦，转到竖直位置时动能为E_k，则在此过程中流过导线某一截面的电量为，导线框中产生热量为．

难度：中等

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