如图所示.匀强磁场的磁感应强度B=0.5T.边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝.100匝线圈的总电阻r=1Ω．线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动.角速度ω=2πrad/s.设外电路电阻R=4Ω．求:①转动过程中感应电动势的最大值,②由图示位置转过60°角时的瞬时感应电动势,③由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势,� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，100匝线圈的总电阻r=1Ω．线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω=2πrad/s，设外电路电阻R=4Ω．
求：①转动过程中感应电动势的最大值；
②由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°角时的瞬时感应电动势；
③由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；
④交流电表的示数；
⑤转动一周外力做的功．

分析：①先根据Em=NBωS求出最大值，再根据最大值与有效值的关系求出有效值；
②先写出电动势的瞬时表达式，再带入数据求得瞬时值；
③利用法拉第电磁感应定律，求出平均感应电动势；
④电压表测量的是电阻R的电压，根据闭合电路欧姆定律即可求解．
⑤通过最大值求出有效值，再由焦耳定律求出热量，从而可求出转动一周外力做的功；

解答：解：（1）根据Em=NBωS，
可得感应电动势的最大值：
E_m=100×0.5×0.1×0.1×2πv=3.14v
因此感应电动势的瞬时表达式为e=3.14cos2πt（V）
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°角时的瞬时感应电动：e=3.14cos2πt（V）=1.57V；
（3）根据法拉第电磁感应定律可得：
转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小

△?

△t

=100×

BSsin60°-0

2π

6ω

=300

BS=2.6V
（4）转动过程中，交流电压表的示数为有效值，
电流的最大值：I_m=

R+r

A
所以U=IR=

×4V=1.78v
（5）一个周期内，通过R+r的热量Q_热
由公式I=

A
与Q=I²（R+r）t
得：Q=0.99J
答：①转动过程中感应电动势的最大值3.14V；
②由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°角时的瞬时感应电动势1.57V；
③由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势2.60V；
④交流电表的示数1.78V；
⑤转动一周外力做的功0.99J．

点评：本题考查了有关交流电描述的基础知识，要能根据题意写出瞬时值的表达式，知道有效值跟峰值的关系，难度不大，属于基础题．线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定．

练习册系列答案

考易通暑假衔接教材新疆美术摄影出版社系列答案

超能学典暑假接力棒南京大学出版社系列答案

文涛书业假期作业快乐暑假系列答案

七彩假期期末大提升系列答案

一诺书业暑假作业快乐假期云南美术出版社系列答案

步步高系列衔接教材精华课堂暑假天天乐西安出版社系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

（2012?延庆县一模）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，在磁场中有一个边长为L的正方形刚性金属框，ab边质量为m，其它三边的质量不计．金属框的总电阻为R，cd边上装有固定的水平轴．现在将金属框从水平位置由静止释放，不计一切摩擦，金属框经时间t恰好通过竖直位置a′b′cd．求：
（1）在图中标出ab通过最低位置时，金属框中感应电流方向．
（2）求在时间t内金属框中的平均感应电动势．
（3）若在时间t内，金属框中产生的焦耳热为Q，求ab边通过最低位置时受到的安培力．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

（2008?普陀区一模）如图所示，匀强磁场的磁感强度B=0.8T，竖直向下穿过水平放置的矩形线框MNPQ，MN=PQ=2m，MP=NQ=1m，ab是用与线框相同的导线制成，它们单位长度的电阻R₀=0.1Ω/m，不计摩擦．ab杆从MP处开始以v=5m/s 的速度向右匀速滑动．
（1）关于ab杆两端的电势差的讨论：
某同学认为：ab杆两端的电势差U_ab就是路端电压，ab杆匀速切割磁感线时，感应电动势大小恒定，且内电阻r大小不变．当ab杆滑至线框正中间时，外电路电阻最大，此时，U_ab有最大值，也即U_ab的值是先变大后变小．
你认为该同学的判断是否正确？若他判断错误，你重新分析，并确定U_ab的大小：若他的判断正确，请算出U_ab的最大值．
（2）关于线框MNPQ的电功率P的讨论：
某同学认为：既然ab杆滑至线框正中间时，路端电压最大，此时线框MNPQ的电功率P也最大，所以P的值是先变大后变小．
你认为该同学的判断是否正确？请作出评价，并说明理由．（不需要定量计算．）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

（2011?昌平区二模）如图所示，匀强磁场的方向垂直于光滑的金属导轨平面向里，极板间距为d的平行板电容器与总阻值为2R₀的滑动变阻器通过平行导轨连接，电阻为R₀的导体棒MN可在外力的作用下沿导轨从左向右做匀速直线运动．当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中间位置、导体棒MN的速度为v₀时，位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态．若不计摩擦和平行导轨及导线的电阻，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）

A．油滴带正电荷

B．若将上极板竖直向上移动距离d，油滴将向上加速运动，加速度a=

C．若将导体棒的速度变为2v₀，油滴将向上加速运动，加速度a=2g

D．若保持导体棒的速度为v₀不变，而将滑动触头置于a位置，同时将电容器上极板向上移动距离

，油滴仍将静止

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，匀强磁场的磁感应强度为0.3T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度为0.2m，导线中电流为2A．该导线所受安培力的大小为（　　）