一個直流電動機的內(nèi)電阻r=2Ω,與R=8Ω的電阻串聯(lián)接在線圈上,如圖所示.已知線圈面積為
2
/20m2,共100匝,線圈的電阻為2Ω,線圈在B=
2
π
T的勻強磁場中繞OO1以轉(zhuǎn)速n=600r/min勻速轉(zhuǎn)動時,在合上開關(guān)S后電動機正常工作時,電壓表的示數(shù)為100V,求:
(1)感應(yīng)電動勢的最大值.
(2)電動機正常工作時的輸出功率.
分析:先根據(jù)線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢的最大值公式求出最大值,進而求出有效值,根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流,電動機正常工作時的輸出功率等于總功率減去內(nèi)阻消耗的功率.
解答:解:(1)線圈轉(zhuǎn)動時的角速度:ω=2π?n=2π×10rad/s
線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢的最大值為:Em=NBSω=100×
2
π
×
2
20
×20π=200
2

(2)有效值為:E=
Em
2
=200
V
設(shè)線圈的電阻為r′,則電路中的電流I為I=
E-U
R+r′
=
200-100
8+2
A=10
A
電動機正常工作時的輸出功率為P=UI-I2r=100×10W-102×2W=800W
答:(1)感應(yīng)電動勢的最大值200V.
(2)電動機正常工作時的輸出功率800W.
點評:本題是簡單的交流發(fā)電機的原理,考查綜合應(yīng)用法拉第定律、歐姆定律、楞次定律等電磁學(xué)規(guī)律分析實際問題的能力.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)市場上有一種在蚊帳內(nèi)使用的小型直流電動機電風(fēng)扇.某物理研究性學(xué)習(xí)小組想測電風(fēng)扇正常運行時的機械功率.于是找到了一臺該種電風(fēng)扇并從銘牌上讀出了額定電壓U,但是其他字跡不清楚.該研究性學(xué)習(xí)小組成員打開電風(fēng)扇底座上的電源蓋并取出了兩節(jié)電池,并從電風(fēng)扇裝電池處的正、負兩極各接出一條引線.提供的器材有電流表、電壓表、滑動變阻器、備用電池若干節(jié)、電鍵、若干導(dǎo)線、固定電池的電池盒.
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①該小組進行了如下的部分實驗步驟,請寫出第三步實驗過程:
A、按事先設(shè)計的電路連接各元件,并使滑片處于使電路電阻最大處;
B、合上開關(guān),使滑片從最左端開始緩慢移動,使電壓表和電流表都有明顯讀數(shù),但電風(fēng)扇并未轉(zhuǎn)動,讀出此時的電壓表和電流表讀數(shù)U0、I0;
C、
 

D、用測得的量表示出電動機正常運轉(zhuǎn)時機械功率的表達式為
 

②按上述實驗過程,本實驗的電路圖應(yīng)選擇
 
(填“甲”或“乙”).
③如果你家買了臺電風(fēng)扇,接上電源后,啟動風(fēng)扇開關(guān),風(fēng)扇電動機不運轉(zhuǎn),你能分析一下原因嗎?至少寫出兩種原因,并說明檢測方法.
(2)質(zhì)譜儀是利用電、磁分離并測定帶電粒子質(zhì)量的儀器.其原理是利用帶電粒子在電、磁場中的運動規(guī)律,計算它的比荷.某實驗探究小組設(shè)計了以下兩種實驗方案:
方案一:帶電粒子先穿過一個電場強度為E、磁感應(yīng)強度為B的正交勻強電、磁場,正好做勻速直線運動;若取消電場,粒子做半徑為R的勻速圓周運動,則帶電粒子的荷質(zhì)比為
 

方案二:帶電粒子先經(jīng)過電壓U的加速,然后垂直于磁感線射入一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,粒子做半徑為R的勻速圓周運動,則帶電粒子的荷質(zhì)比為
 

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科目:高中物理 來源:2008年廣東省茂名市高考物理一模試卷(解析版) 題型:解答題

(1)市場上有一種在蚊帳內(nèi)使用的小型直流電動機電風(fēng)扇.某物理研究性學(xué)習(xí)小組想測電風(fēng)扇正常運行時的機械功率.于是找到了一臺該種電風(fēng)扇并從銘牌上讀出了額定電壓U,但是其他字跡不清楚.該研究性學(xué)習(xí)小組成員打開電風(fēng)扇底座上的電源蓋并取出了兩節(jié)電池,并從電風(fēng)扇裝電池處的正、負兩極各接出一條引線.提供的器材有電流表、電壓表、滑動變阻器、備用電池若干節(jié)、電鍵、若干導(dǎo)線、固定電池的電池盒.

①該小組進行了如下的部分實驗步驟,請寫出第三步實驗過程:
A、按事先設(shè)計的電路連接各元件,并使滑片處于使電路電阻最大處;
B、合上開關(guān),使滑片從最左端開始緩慢移動,使電壓表和電流表都有明顯讀數(shù),但電風(fēng)扇并未轉(zhuǎn)動,讀出此時的電壓表和電流表讀數(shù)U、I;
C、______;
D、用測得的量表示出電動機正常運轉(zhuǎn)時機械功率的表達式為______.
②按上述實驗過程,本實驗的電路圖應(yīng)選擇______(填“甲”或“乙”).
③如果你家買了臺電風(fēng)扇,接上電源后,啟動風(fēng)扇開關(guān),風(fēng)扇電動機不運轉(zhuǎn),你能分析一下原因嗎?至少寫出兩種原因,并說明檢測方法.
(2)質(zhì)譜儀是利用電、磁分離并測定帶電粒子質(zhì)量的儀器.其原理是利用帶電粒子在電、磁場中的運動規(guī)律,計算它的比荷.某實驗探究小組設(shè)計了以下兩種實驗方案:
方案一:帶電粒子先穿過一個電場強度為E、磁感應(yīng)強度為B的正交勻強電、磁場,正好做勻速直線運動;若取消電場,粒子做半徑為R的勻速圓周運動,則帶電粒子的荷質(zhì)比為______.
方案二:帶電粒子先經(jīng)過電壓U的加速,然后垂直于磁感線射入一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,粒子做半徑為R的勻速圓周運動,則帶電粒子的荷質(zhì)比為______.

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