题目内容
（9分）图为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圈abcd的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动；线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度ω绕轴OO′匀速转动。（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）求：
（1）推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式Em=nBSω；
（2）求线圈匀速转动过程中电压表的示数；
（3）求线圈匀速转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热。
（1）推导略；（2）
；（3）
。
【解析】
试题分析：（1）设线圈ab边的边长为l1，bc边的边长为l2。当线圈平面与磁场方向平行时，线圈中的感应电动势最大。
设此时ab、cd边的线速度为v，则n匝线圈产生的总感应电动势为Em= (E1+E2)=2nBl1v（1分）
由于
（1分）
则Em= 2nBl1
=nBl1l2
=nBS
（1分）
（2）线圈中的感应电动势有效值为
（1分）
即电压表的示数为
（1分） =（1分）
（3）线圈转动的周期
，线圈转动N周的时间t=NT=
（1分）
根据焦耳定律，发电机线圈产生的焦耳热Q=I2rt （1分）
得， （1分）
考点：法拉第电磁感应定律，焦耳定律。
在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如下图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220 V、50 Hz交流电源．
（1）设电火花计时器的周期为T，计算F点的瞬时速度vF的公式为vF＝________；
（2）他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表．以A点对应的时刻为t＝0，试在下图所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图象，并利用该图象求出物体的加速度a＝________m/s2；
对应点 | B | C | D | E | F |
速度（m/s） | 0.141 | 0.180 | 0.218 | 0.262 | 0.301 |
（3）如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
C．
D． 
