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发电机转子是匝数n=100,边长L=20cm的正方形线圈,其置于磁感应强度B=0...

发电机转子是匝数n=100,边长L=20cm的正方形线圈,其置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π(rad/s)的角速度转动,当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈的电阻r=1Ω,外电路电阻R=99Ω.试求:

(1)写出交变电流瞬时值表达式;

(2)外电阻上消耗的功率;

(3)从计时开始,线圈转过过程中,通过外电阻的电荷量是多少?

 

(1)i=6.28sin100πt   (2)1.95×103W  (3)1×10-2C 【解析】 (1)电动势的最大值:Em=nBωL2=200π=628(V) 根据闭合电路欧姆定律得 Im==6.28A 故交变电流瞬时值表达式:i=6.28sin100πt (2)电流的有效值I= 由P=I2R得外电阻上的消耗功率: P=()2R=1.95×103W (3)从计时开始到线圈转过过程中,平均感应电动势由E=n得 平均电流:=/( R+r)=nBL2/2(R+r)·Δt 通过外电阻的电荷量:q=·Δt= nBL2/2(R+r)=1×10-2C  
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考点分析:
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如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图乙中曲线ab所示,则(  )

A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合

B.曲线ab对应的线圈转速之比为23

C.曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz

D.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V

 

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如图甲为风力发电的简易模型。在风力作用下,风叶带动与杆固连的磁铁转动,磁铁下方的线圈与电压传感器相连在某一风速时,传感器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示,则(   

A.磁铁的转速为

B.线圈两端电压的有效值为

C.交变电压瞬时值表达式为

D.该交变电压可以直接加在击穿电压为的电容器上

 

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如图所示,将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为l,它在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动,转速为n,导线在ab两处通过电刷与外电路连接,外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为(  )

 

A.     B.     C.     D.

 

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如图甲所示为一台小型发电机构造的示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示,发电机线圈电阻为,外接灯泡的电阻为.则(   

A.电压表的示数为 B.发电机的输出功率为

C.时,穿过线圈的磁通量最大 D.瞬时电动势的表达式为

 

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如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为

A. B. C. D.

 

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