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(10分)如图9所示,交流发电机的矩形线圈abcd中,已知线圈面积为0.01m
2
,匝数100匝,线圈电阻r =2Ω,外电阻R =8Ω,电流表和电压表对电路的影响忽略不计。线圈在磁感强度B=2/
(T)的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动,角速度ω=10πrad/s。若线圈经图示位置时开始计时(线圈平面平行于磁场方向),
(1)写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式;
(2)从图示位置起转过90°过程中,通过电阻R的电量
(3)从图示位置起转过90°过程中,线圈上产生的焦耳热
试题答案
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(1)
(V)(2)
C(3)
J
(1)峰值电动势E
m
=" nBSω" =20v…………………..(1分)
所求表达式为
(V)…………(2分)
(2)所求电量
C…(2分)
(3)回路中电流的有效值
A…(2分)
所求过程所用时间
s …………(1分)
所以线圈中产生的焦耳热
J ………………(2分)
本题考查交变电流的产生和有效值的概念,根据电动势的峰值公式E
m
= nBSω求得最大电动势,角速度为10πrad/s,根据瞬时值表达式带入求解,流过导体横截面的电量与磁通量的变化量有关,根据公式推导得到电量公式,带入求解
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如图所示,面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动,能产生正弦交变电动势e=BSωsinωt的图是 ( )
一矩形线圈,面积是0.05m
2
,共100匝,线圈电阻为2Ω,外接电阻为R=8Ω,线圈在磁感应强度为
T的匀强磁场中以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动,如图所示,若从中性面开始计时,求:
(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式。
(2)线圈从开始计时经1/30s时,线圈中电流的瞬时值。
(3)外电路电阻R两端电压的瞬时值表达式。
如图12所示,线圈的面积是0.05m
2
,共100匝;线圈的电阻r=1Ω,外接电阻R=24Ω。匀强磁场的磁感应强度为
T,当线圈以300r/min的转速匀速转动时,若从线圈平面与磁感线平行时开始计时,则线圈中感应电动势的最大值为
_ __
v,感应电动势的瞬时值表达式为e=
_____________
(v),电路中电流表的示数为
_________
A。
(10分)如图所示为交流发电机示意图,匝数为
匝的矩形线圈,边长分别为l0cm和20cm,内阻为5
,在磁感强度B=0.5T的匀强磁场中绕
轴以
的角速度匀速转动,线圈和外部20
电阻R相接,求:
(1)S断开时,电压表示数;
(2)S闭合时,电流表示数;
(3)发电机正常工作时,通过电阻R的电流最大值是多少?R上所消耗的电功率是多少?
(4)线圈从图示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电量为多少?
一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动,角速度为ω时,线圈中产生的交变电动势的最大值为E
0
,周期为T
0
,外力提供的功率为P
0
.若使线圈转动的角速度变为2ω,线圈中产生的交变电动势的最大值为E,周期为T,外力提供的功率为P.则E、T和P的大小为 ( )
A.E=2E
0
,T=
T
0
,P=2P
0
B.E=E
0
,T=
T
0
,P=2P
0
C.E=2E
0
,T=T
0
,P=2P
0
D.E=2E
0
,T=
T
0
,P=4P
0
(8分)如图(a)所示是旋转电枢式交流发电机的示意图,电枢的电阻r=5Ω,灯泡电阻R=95Ω,图(b)所示是电枢匀速转动时产生正弦式电流的电动势随时时间变化的图象。
(1)线圈产生的电动势在什么位置为零?在什么位置最大?
(2)电动势的峰值、周期和频率各多少?
(3)写出电流的瞬时值的表达式?
(4)电压表和电流表的读数各是多少?
发电机转子是匝数n=100,边长L=20cm的正方形线圈,其置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π(rad/s)的角速度转动,当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈的电阻r=1Ω,外电路电阻R=99Ω.试求:
(1)写出交变电流瞬时值表达式;
(2)外电阻上消耗的功率;
(3)从计时开始,线圈转过
过程中,通过外电阻的电荷量是多少?
如右图所示,矩形线框置于竖直向下的磁场中,通过导线与灵敏电流表相连,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,图中线框平面处于竖直面内。下述说法正确的是 ( )
A.当线框由此转过90°时,线框转至中性面,则电流表示数为零
B.线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量最大,感应电流最大
C.当线框由此转过90°时,穿过线框的磁通量最大,感应电流最大
D.若使线框转动的角速度增大一倍,那么通过电流表电流的示数也增大一倍
关 闭
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