时间:2017-08-07 15:43:03
1、简答题 如图所示，正方形导线框abcd，每边长为L，ab边的质量为m，且质量分布均匀，其它边质量不计，导线框的总电阻为R，cd边与光滑固定转轴OO"相连，线框可绕OO"轴自由转动，整个装置处在磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场中．现将线框拉至水平位置，由静止开始释放，经时间t，ab边到达最低点，此时ab边的角速度为ω．不计空气阻力．求：
（1）在t时间内通过导线横截面的电量q为多少；
（2）在最低点时ab边受到的安培力大小和方向；
（3）在最低点时ab边受到ca边的拉力大小；
（4）在t时间内线框中产生的热量．
参考答案：（1）由△Φ△t=BL2△t知回路中产生的电流I=ER
通过线圈的电荷量q=I△t=BL2R
（2）ab受水平向右的安培力，
速度为V=ωL，瞬时电动势为EE1=BLV，电流I1=BLVR
安培力大小F1=BI1L=B2L3ωR
（3）在最低点F-mg=mV2L
ab边受到cd拉力大小为F2=mg+mω2L2
（4）由能量守恒知mgL=12mV2+Q
所以产生的热量Q=mgL-12mV2=mgL-12mω2L2
答：（1）在t时间内通过导线横截面的电量q为BL2R；
（2）在最低点时ab边受到的安培力大小为B2L3ωR水平向右；
（3）在最低点时ab边受到ca边的拉力大小为F2=mg+mω2L2；
（4）在t时间内线框中产生的热量为mgL-12mω2L2．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 一小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示．矩形线圈与阻值为10Ω的电阻构成闭合电路，若不计线圈电阻，下列说法中正确的是（ ）
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．t2时刻感应电流方向发生变化
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D．交变电流的有效值为
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参考答案：A、t1时刻电动势为零，磁通量最大，故A错误；
B、t2时刻感应电流方向也没有改变，故B错误；
C、t3时刻电动势为零，通过线圈的磁通量变化率为零，故C错误；
D、电压的有效值为U=20
本题解析：
本题难度：简单
3、简答题 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴从中性面开始转动，线圈匝数n为100匝，线圈面积S为0.1m2，磁感应强度B为0.3T，转动的角速度ω为π/3（rad/s），则：
（1）线圈平面转动过程中产生感应电动势的表达式？
（2）将该线圈（电阻不计）与R=5Ω的电阻串联，求电阻的热功率．
参考答案：（1）从中性面开始转动，线圈转动过程中的感应电动势的瞬时表达式形式为e=Emsinωt
所以e=nBSωsinωt=πsinπ3t
（2）U有=Um
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 有三个相同的电阻，分别通过如下图（1）（2）（3）所示的变化电流，三个图中的电流的最大值和周期都相同．下列说法中正确的是（ ）
A．在相同时间内三个电阻发热量相等
B．在相同时间内，（1）、（3）发热量相等，是（2）发热量的2倍
C．在相同时间内，（1）、（2）发热量相等，是（3）发热量的
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参考答案：根据焦耳定律，图（1）则有：Q1=I20RT×12=I20RT2；
而图（2）因正弦交流电，则有：Q2=I20
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 如图单匝正方形线框abed长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕ed轴以角速度ω转动，c、d两点与外电路相连、外电路电阻也为r．则下列说法中正确的是（ ? ）
A．S断开时，电压表读数为
BωL2/2
B．S断开时，电压表读数为BωL2/8
C．S闭合时，电流表读数为BωL2/(10r)
D．S闭合时，线框从图示位置转过π/2过程中流过电流表的电量为BL2/8r
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般