[题目]随着全世界可利用能的减少和环境污染的形势日趋严峻.我国适时地提出了“节能减排的重要规划.为了为“节能减排工作做出贡献.不少发电站开发了风力发电.如图所示是风力发电机的外观图.发电的原理是叶轮旋转带动磁场中的线圈旋转.产生交变电流.当叶轮转速在20转/秒左右时.通过齿轮箱将使线圈转速稳定到1500转/秒.矩形线圈在匀强� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】随着全世界可利用能的减少和环境污染的形势日趋严峻，我国适时地提出了“节能减排”的重要规划，为了为“节能减排”工作做出贡献，不少发电站开发了风力发电，如图所示是风力发电机的外观图，发电的原理是叶轮旋转带动磁场中的线圈旋转，产生交变电流，当叶轮转速在20转/秒左右时，通过齿轮箱将使线圈转速稳定到1500转/秒，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动，线圈的匝数为n＝100匝、所围成矩形的面积S＝0.04 m2，在线圈所在空间内存在磁场B＝2×10－2 T。以线圈与磁感线垂直时为计时起点，求：

(1)线圈中产生的感应电动势的表达式；

(2)在转过的时间内，线圈中产生的平均感应电动势。

【答案】(1)e＝240πsin3000πt V；(2)480 V。

【解析】

(1)由题意可知线圈运动的角速度为

线圈与磁感线垂直时即为中性面，所以线圈从中性面开始计时，感应电动势的表达式为

代入已知数据可得

e=240πsin3000πt V

(2)在转过的时间内，根据法拉第电磁感应定律可知线圈中产生的平均感应电动势为

E=n===

代入数据可解的E＝480 V。

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电源E（电动势为4.5V，内阻约1.2Ω）

滑动变阻器R1（最大阻值为5000Ω，允许通过的最大电流约为0.02A）

滑动变阻器R2（最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流约为1.0A）

电阻箱R（最大阻值为999.9Ω，允许通过的最大电流约为0.2A）

标准电压表（最大量程为3.0V，内阻约为4000Ω）

开关两个，导线若干

他的操作过程如下：

(1)先按如图(a)所示的电路，测量电流表G的内阻Rg，其步骤为：

①将滑动变阻器R1调到最大，保持开关K2断开，闭合开关K1，再调节滑动变阻器R1，使电流表G的指针指在满刻度Ig处。

②保持滑动变阻器R1的阻值不变，再闭合开关K2，调节电阻箱R的阻值使电流表G的指针指在满刻度的一半处，即

，

此时电阻箱上示数如图(b)所示，则电流表G的内阻Rg=__Ω。

(2)他根据所测出的电流表G内阻Rg的值，通过计算后，在表头G上串联一个电阻R，就将电流表G改装成量程0~3V的电压表V，如图(c)所示，则这个定值电阻的阻值为R=__Ω。

(3)他再用标准电压表V0对改装的电压表进行校准，要求电压能从0到最大值之间逐一进行校准，试在图(d)的方框中补全校准电路图，并标出所选用器材的符号，其中改装的电压表和标准电压表已画出。

（______________）

(4)由于电流表G内阻Rg的测量值____（填“小于”或“大于”）真实值，改装电压表V时串联电阻R的阻值_____（填“偏大”或“偏小”），因此在校准过程中，改装的电压表的示数总比标准表的示数______(填“偏大”或“偏小”)。

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