一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时.线圈内便产生按正弦规律变化的电流.这就是交流发电机原理.如图3-2-20所示.请思考下列问题: 图3-2-20 (1)实际的发电机.为了运转平稳.轴OO′通常位于ad.bc边的中点连线上.若将轴OO′向左或向右平移任意距离.线圈中是否仍产生规律相同的正弦式电流.为什么? (2)若将线圈abcd换成等面积的圆题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈内便产生按正弦规律变化的电流，这就是交流发电机原理.如图3-2-20所示.请思考下列问题：

图3-2-20

（1）实际的发电机，为了运转平稳，轴OO′通常位于ad、bc边的中点连线上.若将轴OO′向左或向右平移任意距离（小于或等于ad/2），线圈中是否仍产生规律相同的正弦式电流，为什么？

（2）若将线圈abcd换成等面积的圆形线圈，使其绕位于直径的轴匀速转动，线圈中是否仍产生规律相同的正弦式电流，为什么？

（3）线圈中感应电动势E与时间t的关系表达式的形式是正弦型还是余弦型和什么条件有关？

（1）线圈中仍产生规律相同的正弦式电流　（2）线圈中仍产生规律相同的正弦式电流　（3）e＝cosωt

解析:

（1）如下图设轴OO′向左平移，设离a端距离为x，逆时针转动，从中性面开始计时，经时间t，线圈中的电动势e＝B(ab)xωsinωt＋B(cd)(ad－x)ωsinωt＝B(ab)(ad)ωsinωt＝BSωsinωt.由此可见，线圈中仍产生规律相同的正弦式电流，与轴的位置无关.

(2)由（1）可知，线圈中的电动势E＝BSωsinωt,与线圈的面积相关，与形状无关.因此，线圈中仍产生规律相同的正弦式电流.

(3)由（1）的推导过程可知，若从中性面开始计时，表达式为正弦型即E＝sinωt；若从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，表达式为余弦型即?E＝cosωt.

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科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

（1）一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交变电流，其电动势表达式为e=311sin314t（V）．已知线圈匝数是100，面积为0.02m²，则匀强磁场的磁感强度B=

T（保留一位有效数字），当线圈从中性面开始转过3π/4 时，电动势的瞬时值为

V．
（2）如图为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系的实验装置．实验前已平衡摩擦力．

①实验中采用控制变量法，应保持

不变，用钩码所受的重力作为小车所受的

，用DIS测小车的加速度．
②改变所挂钩码的数量，多次重复测量．根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是

．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：
A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大
（3）在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为1节新的干电池．某同学用图甲所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显，估计是因为电池较新造成．为了提高实验精度，该同学采用图乙所示电路．实验室提供的器材有：量程3V的电压表；量程0.6A的电流表（具有一定内阻）；定值电阻R₀（阻值未知，约几欧姆）；滑动变阻器R₁（0～10Ω），滑动变阻器R₂（0～200Ω）；单刀单掷开关S₁、单刀双掷开关S₂，导线若干．

①乙电路中，加接电阻R₀有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是

．
②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用

（填R₁或R₂）．
③开始实验之前，S₁、S₂都处于断开状态．现在开始实验：
A、闭合S₁，S₂打向1，测得电压表的读数U₀，电流表的读数为I₀；
B、闭合S₁，S₂打向2，改变滑动变阻器的阻值，当电流表读数为I₁时，电压表读数为U₁；当电流表读数为I₂时，电压表读数为U₂．则新电池电动势的表达式为E=

，内阻的表达式r=

．

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科目：高中物理 来源： 题型：

一个矩形线圈在匀强磁场中在匀强磁场中转动时产生的交流电动势e=220

sin100πt（V），则下列说法正确的是（　　）

A、该电流的频率为100H

B、电动势的有效值为 220V

C、电动势的峰值为311V

D、t=0时，线圈平面与磁感线垂直

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科目：高中物理 来源：2010-2011学年天津市南开区高三一模考试理综物理部分 题型：实验题

（1）（4分）一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交变电流，其电动势表达式为e = 311sin314t(v)．已知线圈匝数是100，面积为0.02m2，则匀强磁场的磁感强度 B = T(保留一位有效数字)，当线圈从中性面开始转过3π/4 时，电动势的瞬时值为 V．

（2）（6分）如图为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系的实验装置．实验前已平衡摩擦力．

①实验中采用控制变量法，应保持___不变，用钩码所受的重力作为小车所受的___，用DIS测小车的加速度．

②改变所挂钩码的数量，多次重复测量。根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是______．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：

A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态

C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大

（3）(8分)在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为1节新的干电池．某同学用图甲所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显，估计是因为电池较新造成。为了提高实验精度，该同学采用图乙所示电路．实验室提供的器材有：量程3V的电压表；量程0.6A的电流表（具有一定内阻）；定值电阻R0（阻值未知，约几欧姆）；滑动变阻器R1（0 ~ 10Ω），滑动变阻器R2（0 ~ 200Ω）；单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2，导线若干．

①乙电路中，加接电阻R0有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是___ ．

②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用（填R1或R2）．

③开始实验之前，S1、S2都处于断开状态．现在开始实验：

A、闭合S1，S2打向１，测得电压表的读数Ｕ0，电流表的读数为Ｉ0；

B、闭合S1，S2打向2，改变滑动变阻器的阻值，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2．则新电池电动势的表达式为E = ，内阻的表达式r = ．

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科目：高中物理 来源：2011年天津市南开区高考物理一模试卷（解析版） 题型：解答题

（1）一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交变电流，其电动势表达式为e=311sin314t（V）．已知线圈匝数是100，面积为0.02m²，则匀强磁场的磁感强度B=______T（保留一位有效数字），当线圈从中性面开始转过3π/4 时，电动势的瞬时值为______V．
（2）如图为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系的实验装置．实验前已平衡摩擦力．
①实验中采用控制变量法，应保持______不变，用钩  码所受的重力作为小车所受的______，用DIS测小车的加速度．
②改变所挂钩码的数量，多次重复测量．根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是______．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：
A．小车与轨道之间存在摩擦    B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大      D．所用小车的质量太大
（3）在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为1节新的干电池．某同学用图甲所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显，估计是因为电池较新造成．为了提高实验精度，该同学采用图乙所示电路．实验室提供的器材有：量程3V的电压表；量程0.6A的电流表（具有一定内阻）；定值电阻R（阻值未知，约几欧姆）；滑动变阻器R₁（0～10Ω），滑动变阻器R₂（0～200Ω）；单刀单掷开关S₁、单刀双掷开关S₂，导线若干．
①乙电路中，加接电阻R有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是______．
②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用______（填R₁或R₂）．
③开始实验之前，S₁、S₂都处于断开状态．现在开始实验：
A、闭合S₁，S₂打向1，测得电压表的读数U，电流表的读数为I；
B、闭合S₁，S₂打向2，改变滑动变阻器的阻值，当电流表读数为I₁时，电压表读数为U₁；当电流表读数为I₂时，电压表读数为U₂．则新电池电动势的表达式为E=______，内阻的表达式r=______．