如图所示为一交流发电机构造示意图.n匝矩形线圈abcd,已知ad=L1,ab=L2,匝数为n.线圈abcd以OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动.线圈电阻为r,外电阻为R.求: (1)转动过程中电压表的示数, (2)线圈每转一周.外力所做的功. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图所示为一交流发电机构造示意图，n匝矩形线圈abcd,已知ad=L₁,ab=L₂,匝数为n，线圈abcd以OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，线圈电阻为r,外电阻为R，求：

(1)转动过程中电压表的示数；

(2)线圈每转一周，外力所做的功.(不计一切摩擦)

(1) (2)

解析:

(1)根据法拉第电磁感应定律知E_m=nBL₁L₂ω;电压表测的是电阻R两端交流电压的有效值=nBωL₁L₂R/(R+r).

(2)根据能量守恒定律知，线圈转动一周外力做的功等于电路中产生的电能，而周期,所以W=P·T=·T=n²B²L₁²L₂²πω/(R+r).

练习册系列答案

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利用太阳电池这个能量转换器件将辐射能转变为电能的系统称光伏发电系统.光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式.将直流电变为交流电的装置称为逆变器，有一台内阻为r＝1W的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻R＝4W，全校共22个班，每班有“"220V 40W”"灯6盏，若全部电灯正常发光，求：

（1）输电线上损失的电功率；

（2）远距离输电的输电效率；

（3）太阳能发电机的电动势。

(10分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m²，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T．为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V,11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，

求：(1)发电机的输出电压有效值为多少？
(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？

交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m²，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T。为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V，11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：

(1)发电机的输出电压有效值为多少？
(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？

(12分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.01 m²，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝ T。将此发电机所发出交流电直接输送给某用户，又获悉此发电机的输出功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω．电路如图所示，求：
(1)从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)电动机输出电压的有效值U₀；
(3)用户得到的电压U₁和功率P₁．

（1）输电线上损失的电功率；

（2）远距离输电的输电效率；

（3）太阳能发电机的电动势。

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