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一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時，線圈內便產生按正弦規律變化的電流，這就是交流發電機原理.如圖3-2-20所示.請思考下列問題：

圖3-2-20

（1）實際的發電機，為了運轉平穩，軸OO′通常位于ad、bc邊的中點連線上.若將軸OO′向左或向右平移任意距離（小于或等于ad/2），線圈中是否仍產生規律相同的正弦式電流，為什么？

（2）若將線圈abcd換成等面積的圓形線圈，使其繞位于直徑的軸勻速轉動，線圈中是否仍產生規律相同的正弦式電流，為什么？

（3）線圈中感應電動勢E與時間t的關系表達式的形式是正弦型還是余弦型和什么條件有關？

（1）線圈中仍產生規律相同的正弦式電流�。�2）線圈中仍產生規律相同的正弦式電流�。�3）e＝cosωt

解析:

（1）如下圖設軸OO′向左平移，設離a端距離為x，逆時針轉動，從中性面開始計時，經時間t，線圈中的電動勢e＝B(ab)xωsinωt＋B(cd)(ad－x)ωsinωt＝B(ab)(ad)ωsinωt＝BSωsinωt.由此可見，線圈中仍產生規律相同的正弦式電流，與軸的位置無關.

(2)由（1）可知，線圈中的電動勢E＝BSωsinωt,與線圈的面積相關，與形狀無關.因此，線圈中仍產生規律相同的正弦式電流.

(3)由（1）的推導過程可知，若從中性面開始計時，表達式為正弦型即E＝sinωt；若從線圈平面與磁場方向平行的位置開始計時，表達式為余弦型即?E＝cosωt.

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）一個矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時產生交變電流，其電動勢表達式為e=311sin314t（V）．已知線圈匝數是100，面積為0.02m²，則勻強磁場的磁感強度B=

T（保留一位有效數字），當線圈從中性面開始轉過3π/4 時，電動勢的瞬時值為

V．
（2）如圖為用DIS（位移傳感器、數據采集器、計算機）研究加速度和力的關系的實驗裝置．實驗前已平衡摩擦力．

①實驗中采用控制變量法，應保持

不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受的

，用DIS測小車的加速度．
②改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量．根據測得的多組數據可畫出a-F關系圖線（如圖所示）．分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是

．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是：
A．小車與軌道之間存在摩擦 B．導軌保持了水平狀態
C．所掛鉤碼的總質量太大 D．所用小車的質量太大
（3）在“測電池的電動勢和內阻”的實驗中，測量對象為1節新的干電池．某同學用圖甲所示電路測量時，在較大范圍內調節滑動變阻器，發現電壓表讀數變化不明顯，估計是因為電池較新造成．為了提高實驗精度，該同學采用圖乙所示電路．實驗室提供的器材有：量程3V的電壓表；量程0.6A的電流表（具有一定內阻）；定值電阻R₀（阻值未知，約幾歐姆）；滑動變阻器R₁（0～10Ω），滑動變阻器R₂（0～200Ω）；單刀單擲開關S₁、單刀雙擲開關S₂，導線若干．

①乙電路中，加接電阻R₀有兩方面的作用，一是方便實驗操作和數據測量，二是

．
②為方便實驗調節且能較準確地進行測量，滑動變阻器應選用

（填R₁或R₂）．
③開始實驗之前，S₁、S₂都處于斷開狀態．現在開始實驗：
A、閉合S₁，S₂打向1，測得電壓表的讀數U₀，電流表的讀數為I₀；
B、閉合S₁，S₂打向2，改變滑動變阻器的阻值，當電流表讀數為I₁時，電壓表讀數為U₁；當電流表讀數為I₂時，電壓表讀數為U₂．則新電池電動勢的表達式為E=

，內阻的表達式r=

．

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科目：高中物理 來源： 題型：

一個矩形線圈在勻強磁場中在勻強磁場中轉動時產生的交流電動勢e=220

sin100πt（V），則下列說法正確的是（　�。�

A、該電流的頻率為100H

B、電動勢的有效值為 220V

C、電動勢的峰值為311V

D、t=0時，線圈平面與磁感線垂直

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科目：高中物理 來源：2010-2011學年天津市南開區高三一模考試理綜物理部分 題型：實驗題

（1）（4分）一個矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時產生交變電流，其電動勢表達式為e = 311sin314t(v)．已知線圈匝數是100，面積為0.02m2，則勻強磁場的磁感強度 B = T(保留一位有效數字)，當線圈從中性面開始轉過3π/4 時，電動勢的瞬時值為 V．

（2）（6分）如圖為用DIS（位移傳感器、數據采集器、計算機）研究加速度和力的關系的實驗裝置．實驗前已平衡摩擦力．

①實驗中采用控制變量法，應保持___不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受的___，用DIS測小車的加速度．

②改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量。根據測得的多組數據可畫出a-F關系圖線（如圖所示）．分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是______．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是：

A．小車與軌道之間存在摩擦 B．導軌保持了水平狀態

C．所掛鉤碼的總質量太大 D．所用小車的質量太大

（3）(8分)在“測電池的電動勢和內阻”的實驗中，測量對象為1節新的干電池．某同學用圖甲所示電路測量時，在較大范圍內調節滑動變阻器，發現電壓表讀數變化不明顯，估計是因為電池較新造成。為了提高實驗精度，該同學采用圖乙所示電路．實驗室提供的器材有：量程3V的電壓表；量程0.6A的電流表（具有一定內阻）；定值電阻R0（阻值未知，約幾歐姆）；滑動變阻器R1（0 ~ 10Ω），滑動變阻器R2（0 ~ 200Ω）；單刀單擲開關S1、單刀雙擲開關S2，導線若干．

①乙電路中，加接電阻R0有兩方面的作用，一是方便實驗操作和數據測量，二是___ ．

②為方便實驗調節且能較準確地進行測量，滑動變阻器應選用（填R1或R2）．

③開始實驗之前，S1、S2都處于斷開狀態．現在開始實驗：

A、閉合S1，S2打向１，測得電壓表的讀數Ｕ0，電流表的讀數為Ｉ0；

B、閉合S1，S2打向2，改變滑動變阻器的阻值，當電流表讀數為I1時，電壓表讀數為U1；當電流表讀數為I2時，電壓表讀數為U2．則新電池電動勢的表達式為E = ，內阻的表達式r = ．

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科目：高中物理 來源：2011年天津市南開區高考物理一模試卷（解析版） 題型：解答題

（1）一個矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時產生交變電流，其電動勢表達式為e=311sin314t（V）．已知線圈匝數是100，面積為0.02m²，則勻強磁場的磁感強度B=______T（保留一位有效數字），當線圈從中性面開始轉過3π/4 時，電動勢的瞬時值為______V．
（2）如圖為用DIS（位移傳感器、數據采集器、計算機）研究加速度和力的關系的實驗裝置．實驗前已平衡摩擦力．
①實驗中采用控制變量法，應保持______不變，用鉤  碼所受的重力作為小車所受的______，用DIS測小車的加速度．
②改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量．根據測得的多組數據可畫出a-F關系圖線（如圖所示）．分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是______．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是：
A．小車與軌道之間存在摩擦    B．導軌保持了水平狀態
C．所掛鉤碼的總質量太大      D．所用小車的質量太大
（3）在“測電池的電動勢和內阻”的實驗中，測量對象為1節新的干電池．某同學用圖甲所示電路測量時，在較大范圍內調節滑動變阻器，發現電壓表讀數變化不明顯，估計是因為電池較新造成．為了提高實驗精度，該同學采用圖乙所示電路．實驗室提供的器材有：量程3V的電壓表；量程0.6A的電流表（具有一定內阻）；定值電阻R（阻值未知，約幾歐姆）；滑動變阻器R₁（0～10Ω），滑動變阻器R₂（0～200Ω）；單刀單擲開關S₁、單刀雙擲開關S₂，導線若干．
①乙電路中，加接電阻R有兩方面的作用，一是方便實驗操作和數據測量，二是______．
②為方便實驗調節且能較準確地進行測量，滑動變阻器應選用______（填R₁或R₂）．
③開始實驗之前，S₁、S₂都處于斷開狀態．現在開始實驗：
A、閉合S₁，S₂打向1，測得電壓表的讀數U，電流表的讀數為I；
B、閉合S₁，S₂打向2，改變滑動變阻器的阻值，當電流表讀數為I₁時，電壓表讀數為U₁；當電流表讀數為I₂時，電壓表讀數為U₂．則新電池電動勢的表達式為E=______，內阻的表達式r=______．