如图所示为交流发电机示意图,匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为0.1m和0.2m,内阻为 5Ω,在磁感应强度B="0.5" T的匀强磁场中绕OO′轴以r/

如图所示为交流发电机示意图,匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为0.1m和0.2m,内阻为 5Ω,在磁感应强度B="0.5" T的匀强磁场中绕OO′轴以r/

题型:不详难度:来源:
如图所示为交流发电机示意图,匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为0.1m和0.2m,内阻为 5Ω,在磁感应强度B="0.5" T的匀强磁场中绕OO′轴以r/s的转速匀速转动,转动开始时线圈平面与磁场方向平行,线圈通过电刷和外部 20Ω的电阻R相接、求

(1)写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式
(2)电阻R上所消耗的电功率是多少
(3)如果保持转子匀速转动,外力每分钟需要对转子所做的功;
(4)从计时开始,线圈转过的过程中,通过外电阻R的电荷量
答案
解:(1)w=2πn=50 rad/s………………………………………1分
感应电动势最大值Em=nBSW=100×0.5×0.1×0.2×50=50V…1分
交变电动势瞬时值表达式e="Em" coswt=50cos50t V…………… 1分
(2)感应电动势有效值E==50V………………………………………1分
    设流过电阻R电流为I,I==A=2A……………………1分
电阻R上消耗功率P=I2R=2×2×20W=80W…………………………1分
(3)外力对转子所做的功全部转化为热量
即W=Q=I2(R+r)t=2×2×(20+5)×60J=6×103J………………2分
(4)Q=It==………………………………………………1分
线圈转过π/3的过程中,△S=Ssinπ/3
则Q==C=3.5×10-2C…………2分
解析

举一反三
图当线圈以P为轴,从图示位置开始匀速转动。已知B为1.5T,AB为10cm,BC为4cm,角速度ω=2πrad/s。线圈电阻R=0.12Ω

(1)求其感应电动势的最大值
(2)求线圈转过90度的过程中,流过线圈的电量
(3)求线圈转过90度的过程中,线圈的发热量
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在匀强磁场中有一线圈,磁感应强度与线圈平面的夹角为α,已知穿过这个线圈的磁通量为Φ,线圈的面积为S,这个磁场的磁感应强度为            。
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交流发电机在工作时电动势为e= Emsinωt ,若将发电机的转速提高一倍,同时将电枢所围面积减少一半,其它条件不变,则电动势为(    )
A. e= Emsin(ωt/2)B.e= 2Emsin(ωt/2)
C. e= Emsin2ωtD.e= 2Emsin2ωt

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如图所示,下列四种情况均表示闭合线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动,在下列情况下线圈中不能产生交流电的是(从左侧看线圈绕OO′顺时针转动)
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 如图,发电机放置在B=2T匀强磁场中,其线圈共20匝,线圈的面积是0.5m2,线圈匀速转动的转速为120r/min,从线圈经过中性面时开始计时,产生的按正弦规律变化的交变电流,线圈内阻r=1Ω,外电阻R=2.14Ω。

(1)求感应电动势的最大值和有效值;
(2)写出经过R的电流的瞬时表达式;
(3)求当t=1/24秒时,线圈中的瞬时电流值.
(4)求线圈转过90°角的过程中通过导线截面的电量q
(5)求线圈转过270°角的过程中,R上产生的热量Q              
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