选修3-2

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  • 有人设计了一个汽车"再生能源装置"原理简图如图甲所示.当汽车减速时,线圈受到辐向磁场的阻尼作用助汽车减速,同时将产生的电能储存.图甲中,线圈匝数为nab长度为L1bc长度为L2.图乙是此装置的侧视图.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边线夹角都是90°.某次测试时,外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动,线圈中电流i随时间变化图象如图丙所示(I为已知量),取ab边刚开始进入右侧的扇形磁场时刻t0.不计线圈转轴处的摩擦,则(  )


    A.线圈在图乙所示位置时,线圈中电流方向为abcda
    B.线圈在图乙所示位置时,线圈产生电动势的大小为nBL1L2ω/2
    C.外力做功的平均功率为(nBL1L2ωI/2)
    D.闭合电路的总电阻为(nBL1L2ω/I)


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  • 选修3-2

  • (9分)如图所示为一交流发电机的原理示意图,其中矩形线圈abcd的边长ab=cd=50cm,bc=ad=20cm,匝数n=100,线圈的总电阻r=0.20Ω,线圈在磁感强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OOˊ匀速转动,角速度ω=100πrad/s。线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8Ω的定值电阻连接。计算时π取3。

    (1)从线圈经过中性面开始计时,写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式;
    (2)求此发电机在上述工作状态下的输出功率;
    (3)求从线圈经过中性面开始计时,经过周期时间通过电阻R的电荷量。
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  • 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90°。某次测试时,外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动,电刷端和端接电流传感器,电流传感器记录的图象如图3所示(I为已知量),取边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻。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,并指明电刷哪个接电源正极;
    (2)求闭合电路的总电阻和外力做功的平均功率
    (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。


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  • (2014•海南)理想变压器上接有三个完全相同的灯泡,其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源,另外两个并联后接在副线圈两端.已知三个灯泡均正常发光.该变压器原、副线圈的匝数之比为(  )
    A.1:2    B.2:1    C.2:3    D.3:2
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  • 图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻r=10 ,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R =90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表。 在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图(乙)所示正弦规律变化。 求:

    (1)交流发电机产生的电动势的最大值;
    (2)电路中交流电压表的示数。
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  • 旋转电枢式发电机的转子在正常运转时,产生的电动势瞬时值为e=220sin314t V.如果由于某种原因,它的转速变慢,用电压表测得此时发电机两端的电压为176 V,若此时发电机正在向一盏标有“220 V、100 W”的灯泡供电,在不计发电机内电阻的情况下,试求:
    (1)该灯泡的实际功率为多大?
    (2)这台发电机的转速比原来正常时转速慢了几分之一?
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  • 矩形线圈绕垂直磁场线的轴匀速转动,对于线圈中产生的交变电流  (  )
    A.交变电流的周期等于线圈转动周期 
    B.交变电流的频率等于线圈的转速
    C.线圈每次通过中性面,交变电流改变一次方向
    D.线圈每次通过中性面,交变电流达到最大值
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  • (2014•盐城一模)如图所示,甲为一台小型发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示.发电机线圈内阻为1Ω,外接灯泡的电阻为9Ω,则(  )

    A.电压表的示数为6V
    B.发电机的输出功率为4W
    C.在l.0×10﹣2s时刻,穿过线圈的磁通量最大
    D.在0.5×10﹣2s时刻,穿过线圈的磁通量变化率最大
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  • (2014•江西二模)如图所示,电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω=100πrad/s匀速转动.t=0时刻线圈平面与磁场垂直,各电表均为理想交流电表,则
    (  )

    A.t=0时刻线圈中的感应电动势最大
    B.1s内电路中的电流方向改变100次
    C.滑片P下滑时,电压表的读数变大
    D.开关K处于断开状态和闭合状态时,电流表的读数相同
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