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曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图甲为其结构示意图图中N、S是...

曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图甲为其结构示意图图中NS是一对固定的磁极,abod为固定在转轴上的矩形线圈,转轴过be的中点、与ab边平行,它的一端有一半径的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触,如图乙所示当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线圈在磁极间转动设线圈由匝的导线组成,每匝线圈围成的面积,磁极间的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度,自行车车轮的半径,小齿轮的半径,大齿轮的半径.现从静止开始使大齿轮加速转动,问大齿轮的角速度为多大时才能使发电机输出电压的有效值?(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动)

 

【解析】 当自行车车轮转动时,通过摩擦小轮使发电机的线圈在匀强融场内转动,线圈中产生一正弦交流电动势,其最大值 式中为线圈转动的角速度,即摩擦小轮转动的角速度发电机两端电压的有效值 设自行车车轮转动的角速度为ω,由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动,则有 小齿轮转动的角速度与自行车车轮转动的角速度相同,也为ω.设大齿轮转动的角速度为,则有 联立以上各式可得 代入数据得 即大齿轮的角速度应为.  
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考点分析:
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有一正弦交流电源,电压有效值U120 V,频率为f50 Hz,向一霓虹灯供电,若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U060V,试估算在一个小时内,霓虹灯发光时间有多长.为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象?

 

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在水平方向的匀强磁场中,有一正方形闭合线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动,已知线圈的匝数为n100匝,边长为20 cm,电阻为10 Ω,转动频率f50 Hz,磁场的磁感应强度为0.5 T,求:

(1)外力驱动线圈转动的功率.

(2)转至线圈平面与中性面的夹角为30°时,线圈产生的感应电动势及感应电流的大小.

(3)线圈由中性面转至与中性面成30°夹角的过程中,通过线圈横截面的电荷量.

 

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如图所示,图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系.则该正弦交变电流与方波交变电流的有效值之比为

A.1:3 B.1:2 C.1: D.1:

 

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某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt(V),对此电动势,下列表述正确的有

A.最大值是50V B.频率是100Hz

C.有效值是25V D.周期是0.02s

 

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如图所示,匀强磁场的磁感应强度边长的正方形线圈abcd100匝,线圈电阻,线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动,角速度,外电路电阻,求:

1)线圈转动过程中感应电动势的最大值;

2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势;

3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势;

4)交流电压表的示数;

5)线圈转过60°角的过程中,通过R某一横截面的电荷量.

 

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