如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為0.1m和0.2m，內(nèi)阻為 5Ω，在磁感應強度B="0.5" T的勻強磁場中繞OO′軸以r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動開始時線圈平面與磁場方向平行,線圈通過電刷和外部 20Ω的電阻R相接、求

（1）寫出線圈內(nèi)產(chǎn)生的交變電動勢瞬時值的表達式
（2）電阻R上所消耗的電功率是多少
（3）如果保持轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動，外力每分鐘需要對轉(zhuǎn)子所做的功；
（4）從計時開始，線圈轉(zhuǎn)過的過程中，通過外電阻R的電荷量
解：（1）w=2πn=50 rad/s………………………………………1分
感應電動勢最大值Em=nBSW=100×0.5×0.1×0.2×50=50V…1分
交變電動勢瞬時值表達式e="Em" coswt=50cos50t V…………… 1分
（2）感應電動勢有效值E==50V………………………………………1分
    設(shè)流過電阻R電流為I，I==A=2A……………………1分
電阻R上消耗功率P=I2R=2×2×20W=80W…………………………1分
（3）外力對轉(zhuǎn)子所做的功全部轉(zhuǎn)化為熱量
即W=Q=I2（R+r）t=2×2×（20+5）×60J=6×103J………………2分
（4）Q=It==………………………………………………1分
線圈轉(zhuǎn)過π/3的過程中，△S=Ssinπ/3
則Q==C=3.5×10－2C…………2分
略
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(8分)如圖(a)所示是旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的示意圖，電樞的電阻r=5Ω，燈泡電阻R=95Ω，圖(b)所示是電樞勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生正弦式電流的電動勢隨時時間變化的圖象。

（1）線圈產(chǎn)生的電動勢在什么位置為零？在什么位置最大？
（2）電動勢的峰值、周期和頻率各多少？
（3）寫出電流的瞬時值的表達式？
（4）電壓表和電流表的讀數(shù)各是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如右圖所示，矩形線框置于豎直向下的磁場中，通過導線與靈敏電流表相連，線框在磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，圖中線框平面處于豎直面內(nèi)。下述說法正確的是                                    （    ）
A．當線框由此轉(zhuǎn)過90°時，線框轉(zhuǎn)至中性面，則電流表示數(shù)為零
B．線框通過圖中位置瞬間，穿過線框的磁通量最大，感應電流最大
C．當線框由此轉(zhuǎn)過90°時，穿過線框的磁通量最大，感應電流最大
D．若使線框轉(zhuǎn)動的角速度增大一倍，那么通過電流表電流的示數(shù)也增大一倍

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

實驗室里的交流發(fā)電機可簡化為如圖所示的模型，正方形線圈在水平勻強磁場中，繞垂直于磁感線的OO’ 軸勻速轉(zhuǎn)動。今在發(fā)電機的輸出端接一個電阻R和理想電壓表，并讓線圈每秒轉(zhuǎn)25圈，讀出電壓表的示數(shù)為10V。已知R =" 10" Ω，線圈電阻忽略不計，下列說法正確的是（   ）
A．線圈位于圖中位置時，線圈中的瞬時電流為零
B．流過電阻R的電流每秒鐘方向改變50次
C．電阻R上的熱功率等于20W
D．從中性面開始計時，線圈中電流瞬時值表達式為A

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖10-1-22所示，一個被x軸與曲線方程所圍的空間中存在著勻強磁場.磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度B＝0.2 T.正方形金屬線框的邊長是L＝0.2 m，電阻是R＝0.1 Ω，它的一邊與x軸重合，在拉力F的作用下，以v＝10 m/s 的速度水平向右勻速運動.試求：

圖10-1-22
（1）拉力F的最大功率是多少？
（2）拉力F要做多少功才能把線框拉過磁場區(qū)？
（3）有位同學在老師的幫助下算出了曲線與x軸所圍的面積為.請你再幫他算出線框右邊框通過磁場區(qū)域的過程中通過線框某一截面的電荷量.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，abcd為交流發(fā)電機的矩形線圈，其面積為S，匝數(shù)為n，線圈電阻為r，外電阻為R 。線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO’勻速轉(zhuǎn)動，角速度為，求：

（1）此交流發(fā)電機產(chǎn)生感應電動勢的最大值
（2）若從圖示位置開始計時，寫出感應電流隨時間變化的函數(shù)表達式
（3)從圖示位置開始,線圈轉(zhuǎn)過600的過程中通過電阻R的電量是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，矩形線框匝數(shù)N=250匝，ab=12cm,ad=10cm,線框轉(zhuǎn)動的角速度為8rad/s,磁感應強度B=2/,外電路接有一個發(fā)光電壓和熄滅電壓都為24伏特的氖泡L，求：氖泡的發(fā)光頻率多大？通電10min,氖泡發(fā)光的總時間是多少？（本題從中性面位置開始分析）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

一個交流電壓的瞬時值表達式為u=15sin100πt V，將該交流電加在一電阻上時，產(chǎn)生的電功率為25 W，那么這個電阻的阻值為___________Ω.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

 如圖，發(fā)電機放置在B=2T勻強磁場中，其線圈共20匝，線圈的面積是0.5m2，線圈勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為120r/min，從線圈經(jīng)過中性面時開始計時，產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的交變電流，線圈內(nèi)阻r=1Ω，外電阻R=2.14Ω。

（1）求感應電動勢的最大值和有效值；
（2）寫出經(jīng)過R的電流的瞬時表達式；
（3）求當t=1/24秒時，線圈中的瞬時電流值．
（4）求線圈轉(zhuǎn)過90°角的過程中通過導線截面的電量q
（5）求線圈轉(zhuǎn)過270°角的過程中，R上產(chǎn)生的熱量Q              

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