一线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以3000r/min匀速转动.当线圈平面与磁感线平行时,线圈感应电动势大小为20V.求此线圈从中性面位置开始旋转1/600s
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一线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以3000r/min匀速转动.当线圈平面与磁感线平行时,线圈感应电动势大小为20V.求此线圈从中性面位置开始旋转1/600s的时间内感应电动势的平均值? |
答案
因n=3000r/min=50r/s,由ω=2πn=100πrad/s. 当线圈平面与磁感线平行时,线圈感应电动势大小为20V,即为感应电动势的最大值, 因此 B△S==T•m2=Wb; 根据法拉第电磁感应定律得 感应电动势平均值为===V=5.12V 答:线圈从中性面位置开始旋转s的时间内感应电动势的平均值为5.12V. |
举一反三
单匝矩形线圈abcd边长分别为l1和l2,在匀强磁场中可绕与磁场方向垂直的轴OO"匀角速转动,转动轴分别过ad边和bc边的中点,转动的角速度为ω.磁场的磁感应强度为B.图为沿转动轴OO"观察的情况,在该时刻线圈转动到ab边的速度方向与磁场方向夹角为θ,此时线圈中产生的感应电动势的瞬时值为( )A.2Bl1l2ωcosθ | B.3Bl1l2ωsinθ | C.Bl1l2ωcosθ | D.Bl1l2ωsinθ |
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图1是一台发电机定子中的磁场分布图,其中N、S是永久磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状.M是圆柱形铁芯,它与磁极的柱面共轴.磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿圆柱半径、大小近似均匀的磁场,磁感强度B=0.50T 图2是该发电机转子的示意图(虚线表示定子的铁芯M).矩形线框abcd可绕过ad、cb边的中点并与图1中的铁芯M共轴的固定转轴oo′旋转,在旋转过程中,线框的ab、cd边始终处在图1所示的缝隙内的磁场中.已知ab边长L1=20.0cm,ad边长L2=10.0cm线框共有N=8匝导线.将发电机的输出端接入图中的装置K后,装置K能使交流电变成直流电,而不改变其电压的大小.直流电的另一个输出端与一可变电阻R相连,可变电阻的另一端P是直流电的正极,直流电的另一个输出端Q是它的负极. 图3是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图,其中A、B是两块纯铜片,插在CuSO4稀溶液中,铜片与引出导线相连,引出端分别为x、y.
现把直流电的正、负极与两铜片的引线端相连,调节R,使CuSO4溶液中产生I=0.20A的电流.假设发电机的内阻可忽略不计,两铜片间的电阻r是恒定的,线圈转动的角速度ω=200rad/s,求 (1)每匝线圈中的感应电动势的大小. (2)可变电阻R与A、B间电阻r之和. |
如图所示为交流发电机示意图,匝数n=100匝的矩形线圈,边长分别为25cm和40cm,内阻为5Ω,在磁感应强度B=1/πT的匀强磁场中绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动,转动开始时线圈平面与磁场方向垂直,线圈通过电刷和外部20Ω的电阻R相接,求: (1)电压表和电流表示数 (2)整个电路每分钟产生的热量 (3)从计时开始,0.05s内流过电阻R的电量 (4)如果把电流表换成二极管(单向导电:正向电阻为0,反向电阻∞)请画出电阻R两端电压随时间变化的uR-t图线.
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一只矩形线圈匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动穿,过线圈的磁通量随时间变化的图象如图中甲所示,则下列说法中正确的是( )A.t=0时刻线圈平面与中性面垂直 | B.t=0.01s时刻,Φ的变化率达最大 | C.t=0.02s时刻,交流电动势达到最大 | D.该线圈相应的交流电动势图象如图乙所示 |
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如图所示,矩形线圈abcd在磁感应强度B=2T的匀强磁场中绕轴OO′以角速度ω=10πrad/s匀速转动,线圈共10匝,电阻r=5Ω,ab=0.3m,bc=0.6m,负载电阻R=45Ω.求: (1)写出从图示位置开始计时线框中感应电动势的瞬时值表达式; (2)电阻R在0.05s内产生的热量; (3)0.05s内流过电阻R上的电量(设线圈从垂直中性面开始转动).
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