分析 (1)已知转速n=6r/s,可知频率与转速数值相等.再由T=$\frac{1}{f}$求出周期.
(2)由Em=NBSω求出感应电动势的最大值,从图示位置开始计时,线圈转动过程中的感应电动势的瞬时表达式形式为 e=Emcosωt,将t=$\frac{1}{48}$s代入求感应电动势的瞬时值.
(3)根据法拉第电磁感应定律求感应电动势的平均值.
(4)线圈产生正弦式交变电流,由E=$\frac{\sqrt{2}}{2}{E}_{m}$求感应电动势的有效值.
解答 解:(1)据题:转速n=6r/s,则感应电动势的频率为:f=6Hz
周期为:T=$\frac{1}{f}$=$\frac{1}{6}$s
(2)线圈转动的角速度为:ω=2πn=12π rad/s
感应电动势的最大值为:Em=nBSω=50×0.5×(0.3×0.2)×12π V=18π V
线圈始于中性面,则感应电动势的瞬时值表达式为:e=Em•sinωt=18πsin12πt V
当t=$\frac{1}{48}$s时,代入上式得:e=9$\sqrt{2}$π V
(3)当t=$\frac{1}{48}$s时,线圈从中性面转过的角度为:α=$\frac{t}{T}•2π$=$\frac{π}{4}$
根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的平均值为:
$\overline{E}$=n$\frac{△Φ}{△t}$=n$\frac{BS-BScos\frac{π}{4}}{△t}$=50×$\frac{0.5×(0.3×0.2)×(1-\frac{\sqrt{2}}{2})}{\frac{1}{48}}$V=50×1.44(2-$\sqrt{2}$)V≈42V
(4)感应电动势的有效值为:E=$\frac{\sqrt{2}}{2}{E}_{m}$=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×18π V=9$\sqrt{2}$π V
答:(1)感应电动势的频率为6Hz,周期为$\frac{1}{6}$s.
(2)当t=$\frac{1}{48}$s时,感应电动势的瞬时值是9$\sqrt{2}$π V.
(3)当t=$\frac{1}{48}$s时,感应电动势的平均值是42V.
(4)感应电动势的最大值为18π V,有效值是9$\sqrt{2}$π V.
点评 本题是简单的交流发电机的原理,考查综合应用法拉第定律、欧姆定律等电磁学规律分析实际问题的能力.要注意只有当线圈从中性面计时时,感应电动势的瞬时值表达式才为e=Em•sinωt.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 从左侧平行于中心轴线进入电场区域的一束电子,电场可使其向中心轴线汇聚 | |
B. | 若电子从b点运动到c点,电场力做的功为-0.6 eV | |
C. | 仅在电场力作用下电子从a点运动到c点,则经过a点处的动能大于经过c点处的动能 | |
D. | 若一电子仅在电场力作用下从左侧沿中心轴线穿越电场区域,将做加速度先减小后增加的直线运动 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | $\root{3}{\frac{GM}{{ω}^{2}}}$ | B. | $\root{3}{\frac{GM}{{ω}^{2}}}$-R | C. | $\root{3}{\frac{g{R}^{2}}{{ω}^{2}}}$-R | D. | 2R |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 导体内部场强处处为零,所以Ea=Eb | |
B. | 感应电荷在两点处产生的电场有Ea>Eb | |
C. | 点电荷的电场线均由点电荷指向导体 | |
D. | 若把点电荷放到导体内部(如图乙),根据所学知识,导体外部有电场 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 顺时针加速转动 | B. | 顺时针减速转动 | C. | 逆时针加速转动 | D. | 逆时针减速转动 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com