发电机的转子是匝数为100匝,边长为20 cm的正方形线圈,将它置于磁感应强度B="0.05" T的匀强磁场中,绕着垂直于磁感线方向的轴以ω="100π" ra

发电机的转子是匝数为100匝,边长为20 cm的正方形线圈,将它置于磁感应强度B="0.05" T的匀强磁场中,绕着垂直于磁感线方向的轴以ω="100π" ra

题型:不详难度:来源:
发电机的转子是匝数为100匝,边长为20 cm的正方形线圈,将它置于磁感应强度B="0.05" T的匀强磁场中,绕着垂直于磁感线方向的轴以ω="100π" rad/s的角速度转动,当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时,线圈和外电路的总电阻R="10" Ω.
(1)写出交流电流瞬时值的表达式;
(2)线圈从计时开始,转过的过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少?
答案
i=2πsin100πt A  1×10-3C
解析
(1)感应电动势的最大值为Em=nBSω=20πV,Im==2π,由于从与磁场方向垂直位置开始计时,也就是从中性面开始计时,因此瞬时值用正弦表达:i=2πsin100πt A.
(2)线圈从计时开始,转过的过程中,通过某一截面的电荷量应该用平均值来计算q=It=,ΔΦ=BS-BScos,代入电荷量方程得q==1×10-2C.
举一反三
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10 cm和20 cm,内阻为 5 Ω,在磁感应强度B="0.5" T的匀强磁场中绕OO′轴以502 rad/s的角速度匀速转动,线圈和外部 20 Ω的电阻R相接.求:

(1)当S断开时,电压表的示数;
(2)当电键S合上时,电压表和电流表的示数;
(3)通过电阻R的电流最大值是多少?电阻R上所消耗的电功率是多少?
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图(a)是某型号电热毯的电路图,将电热丝接在u=156sin120πt V的电源上,电热毯被加热到一定温度后,由于P的作用,使输入的正弦交流电仅有半个周期能通过,如图(b)所示,从而使电热毯处于保温状态.此时交流电压表的读数是_________V.
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如图所示,匝数为100、边长为 0.2 m的正方形线圈,在磁感应强度为2 T的匀强磁场中,从中性面开始以10π rad/s的角速度绕OO′轴匀速转动.若线圈自身电阻为2 Ω,负载电阻R="6" Ω,π2≈10,则开始转动 s内在电阻R上产生的热量为多少焦耳?
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将R="200" Ω的电阻接入如图所示的交流电路中,电源内阻不计,则可判断(    )
A.此交流电的有效值为
B.此交流电的频率为100 Hz
C.线圈在磁场中转动的角速度为100 rad/s
D.在一个周期内电阻R上产生的热量是4.84 J

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一面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以一边为轴匀速转动,磁场方向与轴垂直,线圈中的感应电动势如图所示,感应电动势的峰值和周期可由图中读出,则磁感应强度B=________.在时刻,线圈平面与磁场方向的夹角为________.
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