如图所示.一个小型旋转电枢式交流发电机.其矩形线圈的长度为a.宽度为b.共有n匝.总电阻为r.与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻.线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO'匀速转动.沿转轴OO'方向看去.线圈转动方向沿顺时针.(1)在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（10分）如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r。与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻。线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO'匀速转动，沿转轴OO'方向看去，线圈转动方向沿顺时针。

(1)在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向。
(2)从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时，经多长时间，通过电阻R上的电流的瞬时值第一次为零。
(3)与电阻并联的交流电压表的示数是多少?

（1）自上而下（2）(3)

解析试题分析：（1）自上而下。                                               （2分）
（2）线圈转动产生感应电流的周期为                     （1分）
从图示位置开始，过第一次出现的情况。   （2分）
（3）线圈转动时产生感应电动势的最大值为      （1分）
感应电流的最大值                （1分）
电阻两端电压的最大值              （1分）
交流电压表的示数为           （2分）
考点：考查交变电流的形成和有效值的计算
点评：在交变电流形成过程中，学生能够掌握中性面的含义、正弦和余弦发生的条件，知道电压表测量的都是有效值而不是峰值、瞬时值，能够利用峰值求有效值

练习册系列答案

（1）PET在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13示踪剂。氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的，反应中同还产生另一个粒子，试写出该核反应方程。

（2）PET所用回旋加速器示意如图，其中置于高真空中的金属D形盒的半径为R，两盒间距为d，在左侧D形盒圆心处放有粒子源S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示。质子质量为m，电荷量为q。设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计，质子在加速器中运动的总时间为t（其中已略去了质子在加速电场中的运动时间），质子在电场中的加速次数与加旋半周的次数相同，加速电子时的电压大小可视为不变。求此时加速器所需的高频电源频率f和加速电压U。

（3）试推证当R>>d时，质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的总时间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。

正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。

（3）试推证当R>>d时，质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的总时间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。

正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。

（3）试推证当R>>d时，质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的总时间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。

正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。

（3）试推证当R>>d时，质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的总时间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。

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