如图所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100,线圈的总电阻r=10Ω,线圈位于磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向平行。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以角速度ω=400rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。求:
(1)线圈中感应电流的最大值;
(2)线圈转动过程中电阻R的发热功率;
(3)从线圈经过图示位置开始计时,经过周期时间通过电阻R的电荷量。
高三物理计算题中等难度题
如图所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100,线圈的总电阻r=10Ω,线圈位于磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向平行。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以角速度ω=400rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。求:
(1)线圈中感应电流的最大值;
(2)线圈转动过程中电阻R的发热功率;
(3)从线圈经过图示位置开始计时,经过周期时间通过电阻R的电荷量。
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100,线圈的总电阻r=10Ω,线圈位于磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向平行。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以角速度ω=400rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。求:
(1)线圈中感应电流的最大值;
(2)线圈转动过程中电阻R的发热功率;
(3)从线圈经过图示位置开始计时,经过周期时间通过电阻R的电荷量。
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(9分)如图所示为一交流发电机的原理示意图,其中矩形线圈abcd的边长ab=cd=50cm,bc=ad=20cm,匝数n=100,线圈的总电阻r=0.20Ω,线圈在磁感强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OOˊ匀速转动,角速度ω=100πrad/s。线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8Ω的定值电阻连接。计算时π取3。
(1)从线圈经过中性面开始计时,写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式;
(2)求此发电机在上述工作状态下的输出功率;
(3)求从线圈经过中性面开始计时,经过周期时间通过电阻R的电荷量。
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如图甲所示,交流电发电机的矩形线圈边长ab=cd=0.2m,ad=bc=0.4m,线圈匝数为50匝,线圈的总电阻r=1Ω,线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以的转速匀速转动,外接电阻R=9Ω,电压表为理想交流电表,则
A、图甲中交流电压表的示数为
B、图甲中电阻R上消耗的电功率为
C、如图乙所示,在外电路接上原副线圈匝数比的理想变压器时,电阻R上消耗的电功率最大
D、如图乙所示,在外电路接上原副线圈匝数比的理想变压器时,电阻R上消耗的电功率最大
高三物理选择题简单题查看答案及解析
如图甲所示,交流电发电机的矩形线圈边长ab=cd=0.2m,ad=bc=0.4m,线圈匝数为50匝,线圈的总电阻r=1Ω,线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以的转速匀速转动,外接电阻R=9Ω,电压表为理想交流电表,则
A、图甲中交流电压表的示数为
B、图甲中电阻R上消耗的电功率为
C、如图乙所示,在外电路接上原副线圈匝数比的理想变压器时,电阻R上消耗的电功率最大
D、如图乙所示,在外电路接上原副线圈匝数比的理想变压器时,电阻R上消耗的电功率最大
高三物理选择题简单题查看答案及解析
如图所示,交流发电机的矩形线圈边长ab=cd=0.5 m,ad=bc=1.0 m,线圈匝数为100匝,内阻不计,线圈在磁感应强度B= T的匀强磁场中,绕垂直磁场的虚线轴以角速度ω=10 π rad/s做匀速转动,外接理想变压器原线圈,电压表为理想交流电表,若电阻R两端电压为12 V,消耗的电功率为12 W,则( )
A. 交变电流的周期是0.2s
B. 交流电压表的示数为120V
C. 变压器原、副线圈匝数之比为10:1
D. 原线圈的输入功率24 W
高三物理不定项选择题中等难度题查看答案及解析
(12分)如图所示,一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈匝数N=100,线圈电阻r=3Ω,ab=cd=0.5m,bc=ad=0.4m,磁感应强度B=0.5T,电阻R=311Ω,当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时,求:
(1)感应电动势的最大值;
(2)t=0时刻,线圈在图示位置,写出此交变电流电动势的瞬时值表达式;
(3)此电压表的示数是多少?
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如图是一手摇发电机,其原理可简化为矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴OO'匀速转动,产生随时间变化的感应电动势。
已知矩形线圈abcd的匝数为N,边长ab=cd=L1,bc=ad=L2。线圈所在处磁感应强度为B。线圈的角速度为ω。当线圈转动到如图所示位置时,其平面与磁场方向平行。
(1)求线圈转动到如图位置时ab边切割磁感线产生的感应电动势大小并判断ab两端电势的高低;
(2)从线圈处于如图位置开始计时,t时刻线圈转至截面图中虚线所示位置,推导t时刻线圈产生的感应电动势大小为e=NBL1L2ωcosωt;
(3)如图所示,线圈的ab、cd边分别通过电刷与两个滑环e、f相连,滑环e、f与二极管D、外电阻相连,组成闭合回路。二极管具有单向导电性,即加正向电压时其电阻可忽略不计,加反向电压时电阻可视为无穷大。已知线圈电阻为r,外电阻为R,电路其余部分电阻不计。计算经过一段较长时间t(远大于线圈转动周期)的过程中,外电阻R上产生的热量。
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如图所示是一个交流发电机的示意图,线框abcd处于匀强磁场中,已知ab=bc=10cm,匀强磁场的磁感应强度B=1T,线圈的匝数N=100,线圈的总电阻r=5Ω,外电路负载电阻R=5Ω,线圈以n=10r/s,电表是理想电表,求:
(1)电压表的示数?
(2)从图示位置开始经1/60s的这段时间通过R的电量?
(3)线圈匀速转动一周外力做多少功
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(15 分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为,磁场均沿半径方向. 匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab ="cd" =、bc ="ad" =2. 线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc和ad 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为r,外接电阻为R. 求:
(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;
(2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F;
(3)外接电阻上电流的有效值I.
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