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200 rad/s的角速度匀速转动.外接电阻R=7Ω.如图所示.求:(1)从图示位置开始计时.线圈中产生的感应电动势大小随时间变化的函数表达式,(2)电压表读数, (3)电阻R上的电功率. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（10分）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200 rad/s的角速度匀速转动，外接电阻R=7Ω，如图所示。求：

（1）从图示位置开始计时，线圈中产生的感应电动势大小随时间变化的函数表达式；
（2）电压表读数；
（3）电阻R上的电功率。

（1）e ="160" cos(200t) （2）98.98V （3）1400W

解析试题分析：(1)感应电动势的峰值 E_max = nBSω="160" V
表达式：e = E_max cos(ωt) ="160" cos(200t) (V)
(2)I_有效== 10A
电压表读数为U_有效=I_有效R=70V="98.98V"
(3) P_R= I_有效²R="1400W"
考点：交变电流的表达式有效值电功率

练习册系列答案

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（8分）一辆电动车，蓄电池充满后可向电动机提供E₀＝4.5×10⁶J的能量，已知车辆总质量M＝150kg，行驶时所需克服的阻力F_阻是车辆总重力的0.05倍．
(1)若这辆车的电动机的效率η＝80%，则这辆车充一次电能行驶的最大距离是多少？(g取10m/s²)
(2)若电动车蓄电池的电动势E₁＝24V，工作时的电流强度I＝20A，设电动车电路中总电阻为R，蓄电池工作时有20%的能量在R上转化为内能．求R的大小．

（10分）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d＝40 cm.电源电动势E＝24 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R＝15 Ω.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v₀＝4 m/s竖直向上射入板间．若小球带电荷量为q＝+1×10^－2 C，质量为m＝2×10^－2 kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时电源的输出功率为多少？ (取g＝10 m/s²)

(19 分）如图所示，正方形单匝均匀线框abcd,边长L=0.4m，每边电阻相等，总电阻R=0.5Ω。一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接绝缘物体P,物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上，斜面倾角θ=30°,斜面上方的细线与斜面平行。在正方形线框正下方有一有界的勻强磁场，上边界I和下边界II都水平，两边界之间距离也是L=0.4m。磁场方向水平，垂直纸面向里，磁感应强度大小B=0.5T。现让正方形线框的cd边距上边界I的正上方高度h=0.9m的位置由静止释放，且线框在运动过程中始终与磁场垂直，cd边始终保持水平，物体P始终在斜面上运动，线框刚好能以v =3m/_S的速度进入勻强磁场并匀速通过匀强磁场区域。释放前细线绷紧，重力加速度g=10m/s²,不计空气阻力。

(1)线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中，c、d间的电压是多大？
(2)线框的质量m₁和物体P的质量m₂分别是多大？
(3)在cd边刚进入磁场时，给线框施加一个竖直向下的拉力F使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域，在此过程中，力F做功W=0.23J,求正方形线框cd边产生的焦耳热是多少？

（10分）如图所示的电路中，电源由4个相同的干电池串联而成，每个电池的电动势为1.5 V，内电阻为0.5 Ω，外电路电阻R₁="2" Ω，R₂=R₃="4" Ω。试求：

（1）当开关S与A接通时，电路中的总电流和R₂消耗的功率；
（2）当开关S与B接通时，电源的路端电压。

（10分）如图所示，是用直流电动机提升重物的装置，重物质量m=50kg，电源电动势E=110V，内电阻r₁=1Ω，电动机的内电阻r₂=4Ω。阻力不计。当匀速提升重物时，电路中电流强度I=5A。取g=10m/s²，试求：

（1）电源的总功率和输出功率；
（2）重物上升的速度。

（12分）如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=lΩ，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V, 6W”的灯泡L和内阻R_D=0.5Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求电动机的输出功率．

(12分)发电机输出功率为100 kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10 Ω，若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
(1)在输电线路中设置的升、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为多少？
(2)用户得到的电功率是多少？

有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R₀是一个阻值为400Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。试分析：

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300
电阻R/Ω	300	280	260	240	220	200	180

(1) 利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式
（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多少牛顿？
（3）通过寻求压力与电流表中电流的关系，说明该测力显示器的刻度是否均匀？

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