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如图所示,一个半径为L的半圆形线圈,以直径ab为轴匀速转动,转速为n,ab的左侧有垂直纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场,磁感应强度为B,M和N是两个集流环,负载电阻为R线圈、电流表和连接导线的电阻不计,求:
(1)电流表的示数;
(2)从图示位置起转过1/4周期内负载电阻R上产生的热量;
(3)从图示位置起转过1/4周期内负载电阻R的电荷量.
(1)因最大感应电动势,则有:Em=BSω,
又闭合电路欧姆定律,则有:Im=
Em
R

电流的有效值,I=
Im
2
=
Em
2
R
=
BωS
2
R
=
B×2πn×
1
2
πL2
2
R
=
π2L2nB
2
R

因只存在左侧匀强磁场,因此电流表的示数,I′=
π2L2nB
2
R

(2)根据焦耳定律,则有,
从图示位置起转过
1
4
圈的时间内负载电阻R上产生的热量为Q=I2Rt=(
π2L2nB
2
R
)2
T
4
=(
π2L2nB
2
R
)2
1
4
×
2πn
=
π4B2L4n
8R

(3)从图示位置起转过
1
4
圈的时间内,穿过线框平面的磁通量的变化量为:△?=B
1
2
πL2

根据推论得到,通过通过小灯泡的电荷量为q=
.
I
?△t=
.
E
R
?△t=
△?
△t
R
△t
=
△?
R
=
πBL2
2R

答:(1)电流表的示数,I=
π2L2nB
2
R

(2)从图示位置起转过
1
4
周期内负载电阻R上产生的热量Q=
π4B2L4n
8R

(3)从图示位置起转过
1
4
周期内负载电阻R的电荷量q=
πBL2
2R
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题




A.2.2WB.2.2W
C.2.2WD.2.2W

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图线圈的面积为1×102cm2,共100匝.处在B=0.5T的匀强磁场中,以100/π转/秒的转速匀速转动,已知线圈电阻为1Ω,外接电阻为9Ω,那么(  )
A.电压表的读数45
2
v
B.以图示位置为计时零点,电流的表达式i=10sin200t
C.线圈从图示位置开始转过90°角的过程中,通过线圈导线截面的电量0.05C
D.一个周期内外力做功的平均功率为500W

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100,穿过每匝线圈的磁通量φ随时间按正弦规律变化,发电机线圈内阻r=4.0Ω,外电路中的电阻R=6Ω,灯泡L电阻RL=12Ω,不计其它电阻,交流电流表为理想电流表.求:
(1)线圈转动的角速度ω;
(2)交流电流表的读数;
(3)在1min内,电阻R产生的热量.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一发电机线圈的面积是0.05m2,共100匝,线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度为B=1πT,当线圈以300r/min的速度匀速转动时,求:
(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电势的瞬时值表达式
(2)线圈转了130s时电动势的瞬时值多大?
(3)电路中流过电阻R的电流的峰值是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动时,产生的交变电流的最大值出现在(  )
A.线圈平面与磁感线平行时
B.线圈平面与磁感线垂直时
C.线圈平面与中性面重合时
D.线圈平面与中性面成30°角时

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

图1是一台发电机定子中的磁场分布图,其中N、S是永久磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状.M是圆柱形铁芯,它与磁极的柱面共轴.磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿圆柱半径、大小近似均匀的磁场,磁感强度B=0.50T
图2是该发电机转子的示意图(虚线表示定子的铁芯M).矩形线框abcd可绕过ad、cb边的中点并与图1中的铁芯M共轴的固定转轴oo′旋转,在旋转过程中,线框的ab、cd边始终处在图1所示的缝隙内的磁场中.已知ab边长L1=20.0cm,ad边长L2=10.0cm线框共有N=8匝导线.将发电机的输出端接入图中的装置K后,装置K能使交流电变成直流电,而不改变其电压的大小.直流电的另一个输出端与一可变电阻R相连,可变电阻的另一端P是直流电的正极,直流电的另一个输出端Q是它的负极.
图3是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图,其中A、B是两块纯铜片,插在CuSO4稀溶液中,铜片与引出导线相连,引出端分别为x、y.

现把直流电的正、负极与两铜片的引线端相连,调节R,使CuSO4溶液中产生I=0.20A的电流.假设发电机的内阻可忽略不计,两铜片间的电阻r是恒定的,线圈转动的角速度ω=200rad/s,求
(1)每匝线圈中的感应电动势的大小.
(2)可变电阻R与A、B间电阻r之和.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生正弦式交流电.当线圈转到中性面位置时,下列说法正确的是(  )
A.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最大
B.穿过线圈的磁通量最小,线圈中的感应电动势最小
C.穿过线圈的磁通量最小,线圈中的感应电动势最大
D.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,交流电源电压u=20sin(100πt)V,电路中的电阻R=10Ω,则电路中的电流表和电压表的示数分别为(  )
A.2A,20VB.1.41A,20V
C.1.41A,14.1VD.2A,14.1V

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同步练习册答案