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    如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为0.1m和0.2m，内阻为 5Ω，在磁感应强度B="0.5" T的匀强磁场中绕OO′轴以r/s的转速匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行,线圈通过电刷和外部 20Ω的电阻R相接、求

    （1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式
    （2）电阻R上所消耗的电功率是多少
    （3）如果保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做的功；
    （4）从计时开始，线圈转过的过程中，通过外电阻R的电荷量
    解：（1）w=2πn=50 rad/s………………………………………1分
    感应电动势最大值Em=nBSW=100×0.5×0.1×0.2×50=50V…1分
    交变电动势瞬时值表达式e="Em" coswt=50cos50t V…………… 1分
    （2）感应电动势有效值E==50V………………………………………1分
        设流过电阻R电流为I，I==A=2A……………………1分
    电阻R上消耗功率P=I2R=2×2×20W=80W…………………………1分
    （3）外力对转子所做的功全部转化为热量
    即W=Q=I2（R+r）t=2×2×（20+5）×60J=6×103J………………2分
    （4）Q=It==………………………………………………1分
    线圈转过π/3的过程中，△S=Ssinπ/3
    则Q==C=3.5×10－2C…………2分
    略
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    (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？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    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

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO’ 轴匀速转动。今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10V。已知R =" 10" Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是（   ）
    A．线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零
    B．流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次
    C．电阻R上的热功率等于20W
    D．从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为A

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图10-1-22所示，一个被x轴与曲线方程所围的空间中存在着匀强磁场.磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B＝0.2 T.正方形金属线框的边长是L＝0.2 m，电阻是R＝0.1 Ω，它的一边与x轴重合，在拉力F的作用下，以v＝10 m/s 的速度水平向右匀速运动.试求：

    图10-1-22
    （1）拉力F的最大功率是多少？
    （2）拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区？
    （3）有位同学在老师的帮助下算出了曲线与x轴所围的面积为.请你再帮他算出线框右边框通过磁场区域的过程中通过线框某一截面的电荷量.（结果保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积为S，匝数为n，线圈电阻为r，外电阻为R 。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动，角速度为，求：

    （1）此交流发电机产生感应电动势的最大值
    （2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式
    （3)从图示位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R的电量是多少？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，矩形线框匝数N=250匝，ab=12cm,ad=10cm,线框转动的角速度为8rad/s,磁感应强度B=2/,外电路接有一个发光电压和熄灭电压都为24伏特的氖泡L，求：氖泡的发光频率多大？通电10min,氖泡发光的总时间是多少？（本题从中性面位置开始分析）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    一个交流电压的瞬时值表达式为u=15sin100πt V，将该交流电加在一电阻上时，产生的电功率为25 W，那么这个电阻的阻值为___________Ω.

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

     如图，发电机放置在B=2T匀强磁场中，其线圈共20匝，线圈的面积是0.5m2，线圈匀速转动的转速为120r/min，从线圈经过中性面时开始计时，产生的按正弦规律变化的交变电流，线圈内阻r=1Ω，外电阻R=2.14Ω。

    （1）求感应电动势的最大值和有效值；
    （2）写出经过R的电流的瞬时表达式；
    （3）求当t=1/24秒时，线圈中的瞬时电流值．
    （4）求线圈转过90°角的过程中通过导线截面的电量q
    （5）求线圈转过270°角的过程中，R上产生的热量Q              

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