一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻r=2Ω,與R=8Ω的電阻串聯(lián)接在線(xiàn)圈上,如圖所示.已知線(xiàn)圈面積為
2
/20m2,共100匝,線(xiàn)圈的電阻為2Ω,線(xiàn)圈在B=
2
π
T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO1以轉(zhuǎn)速n=600r/min勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在合上開(kāi)關(guān)S后電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),電壓表的示數(shù)為100V,求:
(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值.
(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率.
分析:先根據(jù)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值公式求出最大值,進(jìn)而求出有效值,根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率等于總功率減去內(nèi)阻消耗的功率.
解答:解:(1)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度:ω=2π?n=2π×10rad/s
線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為:Em=NBSω=100×
2
π
×
2
20
×20π=200
2

(2)有效值為:E=
Em
2
=200
V
設(shè)線(xiàn)圈的電阻為r′,則電路中的電流I為I=
E-U
R+r′
=
200-100
8+2
A=10
A
電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為P=UI-I2r=100×10W-102×2W=800W
答:(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值200V.
(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率800W.
點(diǎn)評(píng):本題是簡(jiǎn)單的交流發(fā)電機(jī)的原理,考查綜合應(yīng)用法拉第定律、歐姆定律、楞次定律等電磁學(xué)規(guī)律分析實(shí)際問(wèn)題的能力.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(1)市場(chǎng)上有一種在蚊帳內(nèi)使用的小型直流電動(dòng)機(jī)電風(fēng)扇.某物理研究性學(xué)習(xí)小組想測(cè)電風(fēng)扇正常運(yùn)行時(shí)的機(jī)械功率.于是找到了一臺(tái)該種電風(fēng)扇并從銘牌上讀出了額定電壓U,但是其他字跡不清楚.該研究性學(xué)習(xí)小組成員打開(kāi)電風(fēng)扇底座上的電源蓋并取出了兩節(jié)電池,并從電風(fēng)扇裝電池處的正、負(fù)兩極各接出一條引線(xiàn).提供的器材有電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、備用電池若干節(jié)、電鍵、若干導(dǎo)線(xiàn)、固定電池的電池盒.
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①該小組進(jìn)行了如下的部分實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)寫(xiě)出第三步實(shí)驗(yàn)過(guò)程:
A、按事先設(shè)計(jì)的電路連接各元件,并使滑片處于使電路電阻最大處;
B、合上開(kāi)關(guān),使滑片從最左端開(kāi)始緩慢移動(dòng),使電壓表和電流表都有明顯讀數(shù),但電風(fēng)扇并未轉(zhuǎn)動(dòng),讀出此時(shí)的電壓表和電流表讀數(shù)U0、I0
C、
 
;
D、用測(cè)得的量表示出電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械功率的表達(dá)式為
 

②按上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程,本實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選擇
 
(填“甲”或“乙”).
③如果你家買(mǎi)了臺(tái)電風(fēng)扇,接上電源后,啟動(dòng)風(fēng)扇開(kāi)關(guān),風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn),你能分析一下原因嗎?至少寫(xiě)出兩種原因,并說(shuō)明檢測(cè)方法.
(2)質(zhì)譜儀是利用電、磁分離并測(cè)定帶電粒子質(zhì)量的儀器.其原理是利用帶電粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,計(jì)算它的比荷.某實(shí)驗(yàn)探究小組設(shè)計(jì)了以下兩種實(shí)驗(yàn)方案:
方案一:帶電粒子先穿過(guò)一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的正交勻強(qiáng)電、磁場(chǎng),正好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);若取消電場(chǎng),粒子做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),則帶電粒子的荷質(zhì)比為
 

方案二:帶電粒子先經(jīng)過(guò)電壓U的加速,然后垂直于磁感線(xiàn)射入一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,粒子做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),則帶電粒子的荷質(zhì)比為
 

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科目:高中物理 來(lái)源:2008年廣東省茂名市高考物理一模試卷(解析版) 題型:解答題

(1)市場(chǎng)上有一種在蚊帳內(nèi)使用的小型直流電動(dòng)機(jī)電風(fēng)扇.某物理研究性學(xué)習(xí)小組想測(cè)電風(fēng)扇正常運(yùn)行時(shí)的機(jī)械功率.于是找到了一臺(tái)該種電風(fēng)扇并從銘牌上讀出了額定電壓U,但是其他字跡不清楚.該研究性學(xué)習(xí)小組成員打開(kāi)電風(fēng)扇底座上的電源蓋并取出了兩節(jié)電池,并從電風(fēng)扇裝電池處的正、負(fù)兩極各接出一條引線(xiàn).提供的器材有電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、備用電池若干節(jié)、電鍵、若干導(dǎo)線(xiàn)、固定電池的電池盒.

①該小組進(jìn)行了如下的部分實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)寫(xiě)出第三步實(shí)驗(yàn)過(guò)程:
A、按事先設(shè)計(jì)的電路連接各元件,并使滑片處于使電路電阻最大處;
B、合上開(kāi)關(guān),使滑片從最左端開(kāi)始緩慢移動(dòng),使電壓表和電流表都有明顯讀數(shù),但電風(fēng)扇并未轉(zhuǎn)動(dòng),讀出此時(shí)的電壓表和電流表讀數(shù)U、I;
C、______;
D、用測(cè)得的量表示出電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械功率的表達(dá)式為_(kāi)_____.
②按上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程,本實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選擇______(填“甲”或“乙”).
③如果你家買(mǎi)了臺(tái)電風(fēng)扇,接上電源后,啟動(dòng)風(fēng)扇開(kāi)關(guān),風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn),你能分析一下原因嗎?至少寫(xiě)出兩種原因,并說(shuō)明檢測(cè)方法.
(2)質(zhì)譜儀是利用電、磁分離并測(cè)定帶電粒子質(zhì)量的儀器.其原理是利用帶電粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,計(jì)算它的比荷.某實(shí)驗(yàn)探究小組設(shè)計(jì)了以下兩種實(shí)驗(yàn)方案:
方案一:帶電粒子先穿過(guò)一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的正交勻強(qiáng)電、磁場(chǎng),正好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);若取消電場(chǎng),粒子做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),則帶電粒子的荷質(zhì)比為_(kāi)_____.
方案二:帶電粒子先經(jīng)過(guò)電壓U的加速,然后垂直于磁感線(xiàn)射入一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,粒子做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),則帶電粒子的荷質(zhì)比為_(kāi)_____.

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