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19.如图所示为交流发电机示意图,匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为10cm和20cm,内阻为5Ω,在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以502rad/s的角速度匀速转动,转动开始时线圈平面与磁场方向垂直,线圈通过电刷和外部20Ω的电阻R相接.电键S合上后:
(1)写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式.
(2)求电阻R上所消耗的电功率.

分析 (1)由交流电的规律可求得最大电动势,则可求得瞬时表达式;
(2)先求出有效值,再由闭合电路欧姆定律可求得有效电流值,由功率公式可求得功率.

解答 解:(1)感应电动势最大值
Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×502V=502V     
故交变电动势瞬时值的表达式为
e=Emsinωt=502sin502t V                  
(2)感应电动势有效值E=Em2=50V.
电键S合上后,由闭合电路欧姆定律
I=ER+r=5020+5=A=2.0A,
电阻R上所消耗的电功率P=I2R=4×20=80W.
答:(1)线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式502sin502t V.
(2)电阻R上所消耗的电功率为80W.

点评 本题考查交流电的有效值及瞬时值,要注意在求功率及电表的示数时均要用到有效值.

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(1)当汽车匀速运动时,细线对小球的拉力和车厢壁对小球的压力;
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(2)当弹簧秤的示数T=72N,且保持不变.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

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