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如图所示,边长为L的正方形线框 abcd的匝数为n,ad边的中点和bc边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上,磁感应强度为B,线圈与外电阻R构成闭合电路,整个线圈的电阻为r。现在让线框以OO′连线为轴,以角速度ω匀速转动,从图示时刻开始计时,求:

(1)闭合电路中电流瞬时值的表达式;
(2)当t=π/4ω时,电阻R两端的电压值。
      
(1)由,可得瞬时值表达式为(2)电压变测量的是电压的有效值,电动势有效值为,由串联分压可求出外电阻两端电压为
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈内便产生按正弦规律变化的电流,这就是交流发电机原理.如图3-2-20所示.请思考下列问题:

图3-2-20
(1)实际的发电机,为了运转平稳,轴OO′通常位于ad、bc边的中点连线上.若将轴OO′向左或向右平移任意距离(小于或等于ad/2),线圈中是否仍产生规律相同的正弦式电流,为什么?
(2)若将线圈abcd换成等面积的圆形线圈,使其绕位于直径的轴匀速转动,线圈中是否仍产生规律相同的正弦式电流,为什么?
(3)线圈中感应电动势E与时间t的关系表达式的形式是正弦型还是余弦型和什么条件有关?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,有一闭合的正方形线圈.匝数N=100,边长为10 cm,线圈总电阻为10 Ω.线圈绕OO′轴在B="0.5" T的匀强磁场中匀速转动,每分钟转1 500转,求线圈平面从图示位置转过30°时,感应电动势的值是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一台小型发电机产生的电动势随时间按正弦变化的规律如图甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0 Ω,现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡,如图乙所示,则
A.电压表的示数为220 V
B.电路中的电流方向每秒钟改变50次
C.在t=1x102 s的时刻,穿过线圈的磁通量最大
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,边长为L的正方形线圈abcd与阻值为R的电阻组成闭合回路,abcd的匝数为n、总电阻为r,ab中点、cd中点的连线OO/恰好位于匀强磁场的左边界线上,磁场的磁感应强度大小为B。从图示位置开始计时,线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动,则下列说法中正确的是

A.回路中感应电动势的瞬时表达式e = nBωL2 sinωt
B.在t = 时刻,穿过线圈的磁通量为零,磁通量变化率最大
C.从t ="0" 到t = 时刻,电阻R产生的焦耳热为Q =
D.从t ="0" 到t = 时刻,通过R的电荷量q =

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压---时间图象。原、副线圈匝数比n1∶n2=10:1,串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1A,则
A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为220V
B.变压器输出端所接电压表的示数为22V
C.变压器输出端交变电流的频率为5Hz
D.变压器的输出功率为220W

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

一矩形线圈,在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动,形成如图16所示的交变电动势图象,试根据图象求出:

(1)线圈转动的角速度;
(2)电动势的有效值;
(3)t = 1.0×10?2s时,线圈平面和磁场方向的夹角。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联,再将三者并联,接在220V、50Hz的交变电压两端,三只灯泡亮度相同。若将交变电压改为220V、25Hz,则(  )
A.三只灯泡亮度不变B.三只灯泡都将变亮
C.a亮度不变,b变亮,c变暗D.a亮度不变,b变暗,c变亮

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染,目前正大力发展水电站.某一水电站发电机组设计为:水以v1=3 m/s的速度流入水轮机后以v2=1 m/s的速度流出,流出水位比流入的水位低100 m,水流量为Q=100 m3/s,水轮机效率为75%,发电机效率为80%,求:(g=10 m/s2,水的密度ρ=103 kg/m3)
(1)发电机组的输出功率是多少?
(2)如果发电机输出电压为24 kV,输电线路中能量损失为0.05%,输电线电阻为
19.5 Ω,那么所需升压变压器的原、副线圈匝数比是多少?

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