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如图17-1-19所示,正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动,转动次数n="120" min-1.若已知ab=bc="20" cm,匝数=20,磁感应强度B="0.2" T,求:

图17-1-19
(1)转动中最大电动势位置;
(2)从图示位置转过90°过程中的平均电动势;
(3)设线圈是闭合的,总电阻R="10" Ω,线圈转动过程中受到的最大电磁力矩及位置.
(1)2.01V与最大电动势所对应的线圈位置如图中所示,即垂直中性面的位置.?
(21.28 V.?
(3)0.032 N·m.
平均电动势由法拉第电磁感应定律求解,最大磁力矩对应着感应电流的最大位置.
(1)N匝线圈转动中的最大电动势为εm=NBSω?
式中ω=2πf=2π×rad/s="4" rad/s
代入各已知数据得:εm=20×0.2×0.2×0.2×4πV=2.01V
与最大电动势所对应的线圈位置如图中所示,即垂直中性面的位置.?
(2)图示位置转过90°过程中,线圈中发生的磁通量变化ΔΦ=BS,历时,由法拉第电磁感应定律得平均电动势4×20×0.2×0.2×0.2×2 V="1.28" V.?
(3)线圈转动时产生感应电动势,激起感应电流,使线圈受到一个与外力矩方向相反的磁力矩M=NBIS,它也是一个随时间变化的量,最大磁力矩对应于感应电动势(或感应电流)有最大值的位置,其值为Mm=NBImS=NBS="0.032" N·m.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一交流发电机的线圈电阻为1Ω,将其输出端接在电阻为10Ω的电阻丝上,其输出电压从某时刻开始随时间变化的图象如图所示,则
A.线圈转动的角速度为100rad/s
B.交流发电机的电动势最大值为200V
C.电阻丝的发热功率为2kW
D.若将此发电机接在匝数比为1∶2的理想变压器上可使输出频率提高1倍

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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产生的电动势e=Emsinωt,若线圈匝数减为原来的一半,而转速增为原来的2倍,其他条件不变,则产生的电动势的表达式为(   )
A.e=EmsinωtB.e=2Emsinωt
C.e=2Emsin2ωtD.e=Emsin2ωt

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如图10-1-21所示,线圈的面积是0.05 m2,共100匝,线圈电阻为r="1" Ω,外接电阻R="9" Ω,匀强磁场的磁感应强度,当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时,则:

图10-1-21
(1)若从线圈中性面开始计时,写出线圈中感应电动势瞬时值表达式.
(2)从中性面开始计时,线圈转过时电动势瞬时值为多大?
(3)电路中电压表和电流表的示数各是多少?
(4)由图示位置转过60°角的过程产生的平均感应电动势为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

有一交流发电机,用示波器观察到它产生的感应电动势波形如图所示,求:

(1)t1="1/200" s,t2="1/100" s时电动势的瞬时值;
(2)已知线圈的面积为16 cm2,共25匝,求匀强磁场的磁感应强度.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

某矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势为e=Emsinωt.若将线圈的转速增加1倍,保持其他条件不变,则产生的感应电动势为(   )
A.e=Emsin2ωtB.e=2Emsin2ωtC.e=2Emsin4ωtD.e=4Emsin2ωt

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题


如图所示,先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电.第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化,如图3甲所示;第二次灯泡两端的电压变化规律如图3乙所示.若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的,则以下说法正确的是   
A.第一次灯泡两端的电压有效值是
B.第二次灯泡两端的电压有效值是
C.第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9
D.第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶5

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示.不计线圈的电阻,下列说法正确的是
A.产生的感应电动势瞬时值表达式为(V)
B.则该交流电在0.125s时,线圈平面所在位置与中性面重合
C.若将此电动势加在电容为C=1μF的电容器上,则该电容器的耐压值应不小于V
D.若将该交流电压加在阻值为R=10 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率是20 W

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在匀强磁场中有一个线圈,如图所示,当线圈分别以P1和P2为轴,按逆时针方向以相同角速度转动时,线圈中产生的感应电流的最大值分别为Im1和Im2,则Im1和Im2的大小关系为:
A.Im1大于Im2
B.Im1小于Im2
C.Im1等于Im2
D.以上情况均有可能

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