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    （10分）如图所示，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积为S，匝数为n，线圈电阻为r，外电阻为R。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动，角速度为。若图中的电压表、电流表均为理想交流电表，求：

    （1）此交流发电机产生感应电动势的最大值；
    （2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式；
    （3）交流电压表和交流电流表的示数；
    （1）nBωS；（2）；（3）。

    试题分析：（1）在图示位置时，电动势有最大值，所以此发电机电动势最大值为：
    E最大=2nB×ab×ω×=nBωS (2分)
    （2）如果从图示位置开始计时，则t=0时，电动势的值最大，
    则感应电动势的函数表达式为e= E最大cosωt
    ∴感应电流函数表达式为： (2分)
    （3）电动势有效值：(2分)
    电流的有效值为： (2分)
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示电路，D1、D2是两个相同的小灯，L是一个自感系数很大的铁芯线圈，其电阻与R相同．由于存在自感现象，在电键S接通和断开时，D1、D2先后亮暗的次序是（　　）
    A．接通时，D1先达最亮；断开时，D1后熄灭
    B．接通时，D2先达最亮；断开时，D2后熄灭
    C．接通时，D1先达最亮；断开时，D1先熄灭
    D．接通时，D2先达最亮；断开时，D2先熄灭

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，电阻R1＝R2＝R3＝20 Ω和电容器C连接成如图甲所示的电路。其中，电容器击穿电压为8 V，各电表均为理想交流电表，开关S处于断开状态，则（   ）
    A．电压表的读数为10VB．电流表的读数约为0.05 A
    C．电阻R2上消耗的功率为2.5 WD．若闭合开关S，电容器会被击穿

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如右图所示，N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是

    A．图示位置电流表的示数为0  
    B．R两端电压的有效值
    C．一个周期内通过R的电荷量 
    D．交流电流表的示数

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （12分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度，矩形线圈的匝数N=100，边长Lab=0.20m，Lbc=0.10m，以300r/min的转速匀速转动，从线圈平面通过中性面时开始计时，试求：

    （1）交变电动势的瞬时值表达式；
    （2）若线圈总电阻为2Ω，线圈外接电阻为8Ω，求出电流的瞬时值和电压表读数；
    （3）线圈由图示位置转过π/2的过程中，交变电动势的平均值。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动。线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。下面说法中正确的是：
    A．每当感应电动势e变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最大
    B．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零
    C．该图是从线圈平面与磁场方向平行时刻开始计时的
    D．t2和t4时刻穿过线圈的磁通量最大

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    线圈在匀强磁场中转动产生电动势，则下列说法正确的是 (　　)．
    A．t＝0时，线圈平面位于中性面
    B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大
    C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速率最大
    D．t＝0.4 s 时，e有最大值10V

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    关于线圈在匀强磁场中转动产生的正弦交变电流,下列说法正确的是(      )
    A．线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变
    B．线圈转动一周,感应电流的方向一定改变一次
    C．线圈平面每经过中性面一次, 感应电流和感应电动势方向都改变一次
    D．线圈转动一周, 感应电流和感应电动势方向一定都改变一次

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （15分）如图所示，匀强磁场的方向竖直向上，磁感应强度大小为B0．电阻为R、边长为L的正方形线框水平放置， OO′为过ad、bc两边中点的直线，线框全部位于磁场中．现将线框右半部固定不动，而将线框左半部以角速度ω绕OO′为轴向上匀速转动，如图中虚线所示，要求：

    （1）写出转动过程中线框中产生的感应电动势的表达式；
    （2）若线框左半部分绕OO′向上转动90°，求此过程中线框中产生的焦耳热；
    （3）若线框左半部分转动60°后固定不动，此时磁感应强度随时间按变化，k为常量，写出磁场对线框边的作用力随时间变化的关系式．

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