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填空题 适中0.65 引用1 组卷216
如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，内阻为r，绕OO'轴以角速度ω做匀速转动，在它从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为___，电路中产生的焦耳热为_____，R两端电压的有效值为____。
15-16高二下·辽宁本溪·阶段练习
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知识点：交流发电机原理和示意图根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热计算线圈转动过程中电动势和电流的平均值计算转动过程中通过线圈截面的电量 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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如图所示，（a）→（b）→（c）→（d）→（e）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。

（1）图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量___________，磁通量变化率___________（填“最大”或“零”）。
（2）从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是___________（填“i=Imsinωt”填“i=Imcos ωt”）。
（3）当线圈转到图（c）位置时，感应电流___________ （填“最小”或“最大”），且感应电流方向___________ （填“改变”或“不改变”）。
（4）当线圈转到图（d）位置时，感应电动势___________（填“最小”或“最大”），ab边感应电流方向为___________（填“a→b”或“b→a”）。
2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市。图甲为某品牌的共享单车，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为S=0.001m2，共有N=100匝，线圈总电阻r=1Ω，线圈处于磁感应强度大小为B=T的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动，线圈在转动时保持与外电路电阻R=9Ω连接，不计电流表内阻。在外力作用下线圈以ω=10πrad/s的角速度匀速转动时，从图中位置开始计时，电动势的瞬时表达式为____________________V；交流电流表的示数为_________A；线圈从图示位置转过的过程中通过电阻R的电量q为______C；线圈转动一圈外力所做的功为_________J。
电动机和发电机：
（1）如下左图是直流电动机工作原理示意图。马蹄形永久磁铁（未画出）产生了如下右图所示的辐向磁场（类似自行车的辐条），电动机的转子可简化为矩形导线框，换向器的两个电刷分别连接直流电源的正负极。接通电源，线框的，边受磁场力作用，整个线框就会绕着中心轴不停地转动，并将动力通过转轴向外输出。

如图所示，经过、两点的这根磁感线_______是闭合线条（选填“可能”、“一定”或“一定不”）；

（2）接上问，、两点磁感应强度、的大小：_______（选填“相等”、“大于”、“小于”或“无法确定”），原因是_______；
（3）其实，电流表、电压表这类磁电式仪表的工作原理和上述电动机很相似，只是不需要不停转动，可以用它来测量电流、电压的大小。图是带指针绕在铁芯上可转动的线框，、是两个接线柱，如果指针向右偏转，电流从_______接线柱流入电表。（选填“”或“”）；

（4）如图是发电机的工作原理图，其结构和上面的电动机很相近，只是图中的矩形线圈要靠外力使其转动，矩形线圈的左右两边做切割磁感线运动，从而产生感应电动势，给外电路的负载电阻供电。产生感应电流方向需用_______定律判定（选填“韦伯”、“楞次”或“麦克斯韦”）；

（5）发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理更可以简化为下图1、2所示的情景。

两图装置均在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道、固定在水平面内，相距为，电阻不计。图1中电阻为的金属导体棒垂直于、放在轨道上，与轨道接触良好，导体棒受到水平向右的外力作用，以速度（平行于）向右做匀速运动。图1轨道端点间接有阻值为的电阻，求此外力的大小；
（6）接上问，图2轨道端点间接有直流电源，致使导体棒以水平向右的速度通过固定的光滑滑轮匀速提升重物，电路中的电流为，求：
在时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。

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