如圖所示為交流發(fā)電機示意圖,匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈,邊長分別為 10cm和20cm,內阻為 5Ω,在磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以50
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rad/s的角速度勻速轉動,線圈和外部 20Ω的電阻R相接.求:
(1)S斷開時,電壓表示數(shù);
(2)電鍵S合上時,電壓表和電流表示數(shù);
(3)為使R正常工作,R的額定電壓是多少?
(4)通過電阻R的電流最大值是多少?電阻R上所消耗的電功率是多少?
精英家教網(wǎng)
(1)感應電動勢的最大值Em=nBSω=100×0.5×(0.1×0.2)×50
2
V=50
2
V
S斷開時電壓表的示數(shù)為電源電動勢的有效值:E=
Em
2
=50V
(2)S閉合,電流表示數(shù)為有效值:I=
E
R+r
=
50
20+5
A=2A

電壓表示數(shù)為路端電壓:U=I?R=2×20V=40V
(3)R正常工作時,R的額定電壓指的是電壓的有效值,即為電壓表的示數(shù),為40V.
(4)通過R中的電流的最大值,Im=
2
I=2
2
A

電阻R上所消耗的功率P=I?U=2×40=80W
答:(1)S斷開時,電壓表示數(shù)為50V;
(2)電鍵S合上時,電壓表示數(shù)為40V,電流表示數(shù)為2A;
(3)為使R正常工作,R的額定電壓是40V;
(4)通過電阻R的電流最大值是2
2
A,電阻R上所消耗的電功率是80W.
練習冊系列答案
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如圖所示為交流發(fā)電機示意圖,匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈,邊長分別為0.1m和0.2m,內阻為 5Ω,在磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以
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2
π
r/s的轉速勻速轉動,轉動開始時線圈平面與磁場方向平行,線圈通過電刷和外部 20Ω的電阻R相接、求
(1)寫出線圈內產生的交變電動勢瞬時值的表達式
(2)電阻R上所消耗的電功率是多少
(3)如果保持轉子勻速轉動,外力每分鐘需要對轉子所做的功;
(4)從計時開始,線圈轉過π/3的過程中,通過外電阻R的電荷量.

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(1)電壓表和電流表示數(shù)
(2)整個電路每分鐘產生的熱量
(3)從計時開始,0.05s內流過電阻R的電量
(4)如果把電流表換成二極管(單向導電:正向電阻為0,反向電阻∞)請畫出電阻R兩端電壓隨時間變化的uR-t圖線.

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精英家教網(wǎng)如圖所示為交流發(fā)電機示意圖,匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈,邊長分別為 10cm和20cm,內阻為 5Ω,在磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以50
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 rad/s的角速度勻速轉動,轉動開始時線圈平面與磁場方向平行,線圈通過電刷和外部 20Ω的電阻R相接.求電鍵S合上后,
(1)寫出線圈內產生的交變電動勢瞬時值的表達式
(2)電壓表和電流表示數(shù);
(3)電阻R上所消耗的電功率是多少?
(4)如保持轉子勻速轉動,外力每分鐘需要對轉子所做的功;
(5)從計時開始,線圈轉過
π
3
的過程中,通過外電阻R的電量.

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精英家教網(wǎng)如圖所示為交流發(fā)電機示意圖,線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上,CD邊連在滑環(huán)L上,導體做的兩個電刷E、F分別壓在兩個滑環(huán)上,線圈在轉動時可以通過滑環(huán)、電刷保持與外電路的連接.關于其工作原理,下列說法中正確的是(  )
A、當線圈平面轉到中性面的瞬間,線圈中的感應電動勢為零B、當線圈平面轉到中性面的瞬間,穿過線圈的磁通量變化率最大C、線圈平面轉動一周的時間內,線圈中的感應電流方向改變一次D、當線圈平面轉到與中性面垂直的瞬間,線圈中的感應電流為零

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rad/s的角速度勻速轉動,線圈和電阻R=20Ω相接,求:
(1)S斷開時,電壓表示數(shù);
(2)S閉合時,電流表示數(shù);
(3)發(fā)電機正常工作時,R上所消耗的電功率是多少?
(4)線圈從圖示位置轉過900的過程中通過電阻R的電量為多少?

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