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如图所示，边长为L的正方形线框 abcd的匝数为n，ad边的中点和bc边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，线圈与外电阻R构成闭合电路，整个线圈的电阻为r。现在让线框以OO′连线为轴，以角速度ω匀速转动，从图示时刻开始计时，求：

（1）闭合电路中电流瞬时值的表达式；
（2）当t=π/4ω时，电阻R两端的电压值。
      
（1）由，可得瞬时值表达式为（2）电压变测量的是电压的有效值，电动势有效值为，由串联分压可求出外电阻两端电压为
练习册系列答案
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一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈内便产生按正弦规律变化的电流，这就是交流发电机原理.如图3-2-20所示.请思考下列问题：

图3-2-20
（1）实际的发电机，为了运转平稳，轴OO′通常位于ad、bc边的中点连线上.若将轴OO′向左或向右平移任意距离（小于或等于ad/2），线圈中是否仍产生规律相同的正弦式电流，为什么？
（2）若将线圈abcd换成等面积的圆形线圈，使其绕位于直径的轴匀速转动，线圈中是否仍产生规律相同的正弦式电流，为什么？
（3）线圈中感应电动势E与时间t的关系表达式的形式是正弦型还是余弦型和什么条件有关？
如图所示，有一闭合的正方形线圈.匝数N=100，边长为10 cm，线圈总电阻为10 Ω.线圈绕OO′轴在B="0.5" T的匀强磁场中匀速转动，每分钟转1 500转，求线圈平面从图示位置转过30°时，感应电动势的值是多少?
一台小型发电机产生的电动势随时间按正弦变化的规律如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则
A．电压表的示数为220 V
B．电路中的电流方向每秒钟改变50次
C．在t＝1x10－2 s的时刻，穿过线圈的磁通量最大
D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
如图所示，边长为L的正方形线圈abcd与阻值为R的电阻组成闭合回路，abcd的匝数为n、总电阻为r，ab中点、cd中点的连线OO/恰好位于匀强磁场的左边界线上，磁场的磁感应强度大小为B。从图示位置开始计时，线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，则下列说法中正确的是

A．回路中感应电动势的瞬时表达式e = nBωL2 sinωt
B．在t = 时刻，穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大
C．从t ="0" 到t = 时刻，电阻R产生的焦耳热为Q =
D．从t ="0" 到t = 时刻，通过R的电荷量q =
如图，为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压---时间图象。原、副线圈匝数比n1∶n2=10：1，串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1A，则
A．变压器原线圈所接交流电压的有效值为220V
B．变压器输出端所接电压表的示数为22V
C．变压器输出端交变电流的频率为5Hz
D．变压器的输出功率为220W
一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图16所示的交变电动势图象，试根据图象求出：

（1）线圈转动的角速度；
（2）电动势的有效值；
（3）t = 1.0×10?2s时，线圈平面和磁场方向的夹角。
如图，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V、50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若将交变电压改为220V、25Hz，则（　　）
A．三只灯泡亮度不变B．三只灯泡都将变亮
C．a亮度不变，b变亮，c变暗D．a亮度不变，b变暗，c变亮
(14分)为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染，目前正大力发展水电站．某一水电站发电机组设计为：水以v1＝3 m/s的速度流入水轮机后以v2＝1 m/s的速度流出，流出水位比流入的水位低100 m，水流量为Q＝100 m3/s，水轮机效率为75%，发电机效率为80%，求：(g＝10 m/s2，水的密度ρ＝103 kg/m3)
(1)发电机组的输出功率是多少？
(2)如果发电机输出电压为24 kV，输电线路中能量损失为0.05%，输电线电阻为
19.5 Ω，那么所需升压变压器的原、副线圈匝数比是多少？

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