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交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型...

交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型发电机的线圈匝数n=220匝,线圈面积S=0.05m2,线圈转动的频率为f=50Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度BT。如果用此发电机带动两个标有“220V,11kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端ab与电机之间接一个理想变压器,电路如图。求:

(1)线圈经过图示位置(线圈面与磁场平行)开始计时,写出发电机的输出电压的瞬时值表达式?

(2)变压器原副线圈的匝数比?

(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少?

 

(1)(V)(2)5:1(3)20A 【解析】(1)线圈转动产生的电动势最大值为: 故函数关系为:e=Emcosωt=1100cos100πt; (2)由于线圈内阻不计,则输出电压就等于电动势,得输出电压的有效值为: 由于电动机的额定电压为220V,所以变压器的匝数比由变压器的电压关系得: 得: (3)根据:P入=P出=2×1.1×104W 再根据P入=U1 I1 解得: 点睛:理想变压器是理想化模型,一是不计线圈内阻;二是没有出现漏磁现象.同时当电路中有变压器时,只要将变压器的有效值求出,则就相当于一个新的恒定电源,其值就是刚才的有效值。  
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考点分析:
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如图甲所示,水平放置的圆形线圈匝数n=200匝,直径d1=40 cm,电阻r=2 Ω,线圈与阻值R=6 Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d2=20 cm的圆形有界匀强磁场,磁感应强度按图乙所示规律变化,规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向.试求:

(1)通过电阻R的电流方向;

(2)电压表的示数;

(3)若撤去原磁场,在图中虚线的右侧空间加磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,方向垂直纸面向里,试证明将线圈向左拉出磁场的过程中,通过电阻R上的电荷量为定值,并求出其值.

 

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如图所示,用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为L的单匝正方形线框MNPQ,线框每一边的电阻都相等.将线框置于光滑绝缘的水平面上。在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场,磁场边界间的距离为2L,磁感应强度为B.在垂直MN边的水平拉力作用下,线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场.在运动过程中线框平面水平,且MN边与磁场的边界平行.求

(1)线框MN边刚进入磁场时,线框中感应电流的大小;

(2)线框MN边刚进入磁场时,MN两点间的电压UMN

(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中,水平拉力对线框所做的功W

 

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在如图所示的实验装置中,已知灵敏电流计的电流从“+”接线柱流入时指针从刻度盘正中间向右偏,从“—”接线柱流入时指针向左偏。(螺线管A线圈上端与左侧接线柱相连,线圈下端与右侧接线柱相连)

(1)合上S将线圈A插入B的过程中,电流表指针向____偏。

(2)合上S将线圈A插入B后,将变阻器触头向左移动时,电流表指针向____偏。

 

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如图为“研究电磁感应现象”的实验装置.

(l)将图中所缺的导线补接完整.

(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下,那么合上电键后_______________

A、将原线圈迅速插入副线圈时,指针向左偏转一下.

B、将原线圈插入副线圈后,电流计指针一直偏在零点右侧.

C、原线圈插入副线圈稳定后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向右偏转一下.

D、原线圈插入副线圈稳定后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向左偏转一下

 

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如图,绝缘光滑斜面倾角为θ,在区域I内有垂直于斜面向上的匀强磁场,区域内有垂直于斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,宽度均为dMN为两磁场的分界线.一个总电阻为R的矩形线框abcd,边长分别为Ld,置于斜面上端某处,ab边与磁场边界、斜面底边平行.由静止释放线框,线框沿斜面下滑,恰好以速度V1匀速进入区域I;当ab边在越过MN运动到区域后的某个时刻,线框又开始以速度V2做匀速直线运动。重力加速度为g.在线框从释放到穿出磁场的整个过程中,下列说法正确的是(    )

A. 线框中感应电流的方向不变

B. 线框ab边穿过区域I时间大于穿过区域的时间

C. 线框以速度V2匀速直线运动时,发热功率为m2g2Rsin2θ/4B2L2

D. 线框从开始到穿过磁场的过程中,减少的机械能E与线框产生的焦耳热Q的关系式是ΔE=Q

 

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