曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图3-12甲为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc边中点、与
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曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图3-12甲为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc边中点、与
题型:不详
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曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图3-12甲为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc边中点、与ab边平行,它的一端有一半径r
0
="1.0" cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触,如图3-12乙所示.当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线框在磁极间转动.设线框由N=800匝导线圈组成,每匝线圈的面积S="20" cm
2
,磁极间的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度B="0.010" T,自行车车轮的半径R
1
="35" cm,小齿轮的半径R
2
="4.0" cm,大齿轮的半径R
3
="10.0" cm(见图乙).现从静止开始使大齿轮加速运动,问大齿轮的角速度为多大时才能使发电机输出电压的有效值U="3.2" V?(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动)
图3-12
答案
ω="3.2" rad/s
解析
当自行车车轮转动时,通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动,线框中产生一正弦交变电动势,其最大值E
m
=NBSω
0
,式中ω
0
为线框转动的角速度,即摩擦小轮转动的角速度.
发电机两端电压的有效值U=
E
m
设自行车车轮转动的角速度为ω
1
,由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动,则R
1
ω
1
=r
0
ω
0
小齿轮转动的角速度与自行车轮转动的角速度相同,也为ω
1
.设大齿轮转动的角速度为ω,则
R
3
ω=R
2
ω
1
.由以上各式解得ω=
,代入数据得ω="3.2" rad/s.
举一反三
交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4 m,bc=ad=0.2 m,共50匝,线圈电阻r=1 Ω,线圈在B=0.2 T的匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴OO′以
r/s转速匀速转动,外接电阻9 Ω,如图3-2-18所示.求:
图3-2-18
(1)电压表读数;
(2)电阻R上电功率.
题型:不详
难度:
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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?
题型:不详
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|
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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?
题型:不详
难度:
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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.
题型:不详
难度:
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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,π
2
≈10,则开始转动
s内在电阻R上产生的热量为多少焦耳?
题型:不详
难度:
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