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如图甲是某同学设计的一个发电装置
发布时间：2022-08-31 13:02:12A. 如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.1m、匝数n=
（1）从抄图可以看出，线袭圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为 v=
线圈做切割磁感线E=2nπrBv=2×20×3.14×0.1×0.2×0.8=2 V （2）感应电流 I=
电流图象如右图  （3）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力． F 推 =F 安 =nILB=2nIp rB=2×20×0.2×3.14×0.1×0.2=0.5 N． （4）发电机的输出功率即灯的电功率．P=I 2 R 2 =0.2 2 ×8 W=0.32 W （5）磁感线是闭合曲线，所以在磁铁内部也有磁感线，这些磁感线穿过线圈了，所以线圈中的磁通量不为零，且在运动过程中磁通量发生变化了． 故本题答案：（1）2V．（2）如图．（3）0.5N．（4）0.32W．（5）磁感线是闭合曲线，在磁铁的内部也有磁感线，这些磁感线穿过线圈，线圈中的磁通量不为0，运动的过程中，磁通量发生变化． |
B. （2010江苏二模）某学习小组设计了一种发电装置如图甲所示，图乙为其俯视图．将8块外形相同的磁铁交错放
A、B导体切割磁感线产生的感应电动势为 E=Bhv
又 v=ωr
解得 E=2V
由于ab杆中产生的感应电动势E的大小保回持答不变，所以杆ab产生的感应电动势的有效值E=2V，则电流表A的示数为I=
| E |
| R1+R |
| 2 |
| 0.5+1.5 |
C电阻R消耗的电功率为P=I2R=12×1.5W=1.5W，故C错误．
D、由楞次定律判断可知，通过电流表的电流方向周期性变化，在一个周期内两种方向通过电流表的电量相等，所以在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表A的总电荷量为零．
故D正确．
故选BD
C. 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r=0.10m、匝数n=20的线圈套在永久磁铁槽中
| |
| 2V |
| 9.5Ω+0.5Ω |
根据右手定则可得，当线圈沿x正方向运动时，
产生的感应电流在图（甲）中是由D向下经过电珠L流向C的．
电流随时间变化的图象如图所示．
（3）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，
所以每次运动过程中推力必须等于安培力．
F 推 =F 安 =nNIL=nBI（2πr）=20×0.2×2×3.14×0.1×0.2=0.5（N），
（4）发电机的输出功率即灯的电功率：
P=I 2 R 2 =（0.2） 2 ×9.5=0.38（W）；
答：（1）线圈产生的感应电动势E的大小为2V；
（2）线圈运动时产生的感应电流为0.2A，I-t图象如图所示；
（3）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小为0.5N；
（4）该发电机的输出功率为0.38W．
D. 如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，一个半径r=0.10m、匝数n=20的线圈套在永久磁铁槽中，槽中磁场的
A、线圈切割的速度v=
| 0.08 |
| 0.1 |
| 0.6 |
| π |
| E |
| R1+r |
| 19.2 |
| 10 |
B、0.01s时物体开始反向运动，此时速度为零；故电流最小；故B错误；
C、由图可知，交流电的周期为0.2s．故交流电的步骤为：f=
| 1 |
| 0.2 |
D、0.15s时，导线向左运动，则由右手定则可知，电流以方向为C-L-D；故D错误；
故选：C．
E. 某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为 4
（1）bc、ad 边的运动速度v=ω
感应电动势E m =4NBl v 解得E m =2NBl 2 ω （2）根据欧姆定律得 电流 I m =
安培力F=2NBl m l 解得F=
（3）一个周期内，通电时间 t=
R 上消耗的电能W=
且W=I 2 RT 解得I=
答：（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小是2NBl 2 ω； （2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小是
（3）外接电阻上电流的有效值是
|
F. 如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜，丙中
（1）燃料电池中，负极上投放燃料所以投放甲烷的电极是负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．
故答案为：CH4-8e-+10OH-═CO23-+7H2O；
（2）甲中投放氧化剂的电极是正极，所以乙装置中石墨电极是阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，
故答案为：2Cl--2e-═Cl2↑；
（3）串联电池中转移电子数相等，若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则转移电子的物质的量=
| 2.24L |
| 22.4L/mol |
2H++2e-=H2↑
2mol 22.4L
0.4mol xL
x=4.48，
故答案为：4.48；
（4）a为阴极，发生2H++2e-=H2↑，水的电离平衡正向移动，使溶液显碱性，酚酞遇碱变红，
故答案为：溶液变红；由于2H++2e-=H2↑，水的电离平衡正向移动，使溶液显碱性，酚酞遇碱变红；
（5）电解精炼铜时利用了电解原理，电能转化为化学能，也有少量转化为热能．电解精炼时粗铜做阳极，发生氧化反应，精铜做阴极，阴极上发生还原反应．电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，在阴极上得电子．粗铜中的不活泼金属不能失电子，以阳极泥的形式沉积在阳极附近．此题应选b、d；
故答案为：bd；
（6）利用反应2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，铜被氧化，应为负极，正极上氧气被还原，电极方程式为4H++O2+4e-═2H2O，
故答案为：4H++O2+4e-═2H2O．
G. （12分）如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离
| （12分） (1) CH 4 +10OH - -8e － ＝CO 3 2- +7H 2 O ；（3分） (2)2Cl － －2e － ＝Cl 2 ↑；（2分） (3)4.48L，（2分）12.8g；（2分） (4)负（1分）饱和氯化钠溶液或食盐水（1分）铁 （1分） H. （2010西城区模拟）某同学利用电磁感应现象设计了一种发电装置．如图1为装置示意图，图2为俯视图，将8块
（1）感应电动势：来E=Bhv
周期为：T=
粒子在
又：
故：t=4×
故粒子从M板运动到N板所经历的时间t=3.14×10-2s． （3）第一种情况：粒子运动轨迹如答图甲所示，运动时间为
初速度应为：v01=
第二种情况：粒子运动轨迹如答图乙所示，运动时间为
初速度应为：v02=
故初速度大小分别为20m/s，10m/s，轨迹如图所示． 答：（1）ab杆中产生的感应电动势的大小2V； （2）粒子从M板运动到N板所经历的时间3.14×10-2s； （3）初速度v0的大小分别为20m/s，10m/s，粒子对应的运动轨迹如上图所示． I. 图甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图象如图乙所示
A 在t=0.01s的时刻，电动势为0，则为中性面，穿过线圈磁通量最大．故A错误；
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