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一小型发电机内的矩形线圈在匀速磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100,穿过每匝的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图所示,发电机内阻r=5.0Ω,外电路电阻R=95Ω.已知感应电动势的最大值Em=nωΦm,其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求外电路中的电流的最大值.
已知感应电动势的最大值:
Em=nωΦm
设线圈在磁场中转动的周期为T,则有:
ω=
T

根据欧姆定律,电路中电流的最大值为:
Im=
Em
R+r

由题给的图象可读得:
Φm=1.0×10-2Wb④
T=3.14×10-2s ⑤
解以上各式,并代入数据,得:
I=2A
答:外电路中的电流的最大值为2A.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题





A.交流电的频率为50 Hz
B.电流表的示数约为0.13 A
C.电流表的示数约为1.1 A
D.电压表V的示数为36 V

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一台电动机的线圈电阻为r,接在电压为U的电源上正常工作时,通过电动机的电流为I,则电动机转子的输出功率为(  )
A.I2rB.
U2
r
C.UID.UI-I2r

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一发电机线圈的面积是0.05m2,共100匝,线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度为B=1πT,当线圈以300r/min的速度匀速转动时,求:
(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电势的瞬时值表达式
(2)线圈转了130s时电动势的瞬时值多大?
(3)电路中流过电阻R的电流的峰值是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

发电机转子是100匝,边长为20cm的正方形线圈,将它置于B=0.05T的匀强磁场中,绕着垂直于磁场方向的轴以ω=100πrad/s的角速度转动,转动开始时线圈平面与磁场方向垂直,已知线圈的电阻为2Ω,外电路的电阻为8Ω,试求:
(1)交变电流的瞬时表达式?
(2)外电路上所消耗的功率?
(3)从计时开始,线圈转过
π
2
的过程中,通过外电阻的电量?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

图1是一台发电机定子中的磁场分布图,其中N、S是永久磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状.M是圆柱形铁芯,它与磁极的柱面共轴.磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿圆柱半径、大小近似均匀的磁场,磁感强度B=0.50T
图2是该发电机转子的示意图(虚线表示定子的铁芯M).矩形线框abcd可绕过ad、cb边的中点并与图1中的铁芯M共轴的固定转轴oo′旋转,在旋转过程中,线框的ab、cd边始终处在图1所示的缝隙内的磁场中.已知ab边长L1=20.0cm,ad边长L2=10.0cm线框共有N=8匝导线.将发电机的输出端接入图中的装置K后,装置K能使交流电变成直流电,而不改变其电压的大小.直流电的另一个输出端与一可变电阻R相连,可变电阻的另一端P是直流电的正极,直流电的另一个输出端Q是它的负极.
图3是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图,其中A、B是两块纯铜片,插在CuSO4稀溶液中,铜片与引出导线相连,引出端分别为x、y.

现把直流电的正、负极与两铜片的引线端相连,调节R,使CuSO4溶液中产生I=0.20A的电流.假设发电机的内阻可忽略不计,两铜片间的电阻r是恒定的,线圈转动的角速度ω=200rad/s,求
(1)每匝线圈中的感应电动势的大小.
(2)可变电阻R与A、B间电阻r之和.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

交流发电机正常工作时,电动势的变化规律为e=εmsinωt.如果把发电机转子的转速减小一半,并且把电枢线圈的匝数增加一倍,其他条件不变,则(  )
A.只是电动势的最大值增加一倍
B.电动势的最大值和周期都增加一倍
C.电动势的最大值和周期都减小一半
D.只是频率减小一半,周期增加一倍

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图甲所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连.线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示,其中B0、B1和t1均为已知.在0~t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动.求:
(1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图是一正弦式交变电流的电压图象.从图象可知电压的最大值和频率分别为(  )
A.10V,0.02sB.10V,50Hz
C.10
2
V,0.02s
D.10
2
V,50Hz

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