發(fā)電機轉(zhuǎn)子是匝數(shù)n=100,邊長L=20cm的正方形線圈,其置于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,繞著垂直磁場方向的軸以ω=100π(rad/s)的角速度轉(zhuǎn)動,當轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場方向垂直時開始計時.線圈的電阻r=1Ω,外電路電阻R=99Ω.試求:

(1)寫出交變電流瞬時值表達式;

(2)外電阻上消耗的功率;

(3)從計時開始,線圈轉(zhuǎn)過過程中,通過外電阻的電荷量是多少?

 

【答案】

(1) i=6.28sin100πt(2) 1.95×103W  (3) 1×10-2C  

【解析】(1)電動勢的最大值:Em=nBωL2=200π=628(V)

根據(jù)閉合電路歐姆定律得

Im==6.28A

故交變電流瞬時值表達式:i=6.28sin100πt                 (5分)

(2)電流的有效值I=

由P=I2R得外電阻上的消耗功率: P=()2R=1.95×103W     (5分)

 

(3)從計時開始到線圈轉(zhuǎn)過過程中,平均感應電動勢由E=n

平均電流: = /( R+r) =nBL2/2(R+r)·Δt

通過外電阻的電荷量:q=·Δt= nBL2/2(R+r) =1×10-2C     (6分)

本題圍繞交變電流的產(chǎn)生,輻射了感應電動勢、電荷量等相關概念,要注意區(qū)分,靈活運用。

 

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

發(fā)電機轉(zhuǎn)子是匝數(shù)n=100匝,邊長L=20cm的正方形線圈,將它置于B=0.5T的勻強磁場中,繞垂直于磁場方向的軸,以ω=100πrad/s的角速度轉(zhuǎn)動,從線圈轉(zhuǎn)動到線圈平面與磁場方向垂直時開始計時.已知線圈的電阻r=2Ω,外電路的電阻R=8Ω.求:
(1)外電路上所消耗的功率;
(2)從計時開始,線圈轉(zhuǎn)過
π3
的過程中,通過外電阻的電量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖,發(fā)電機轉(zhuǎn)子是匝數(shù)n=100匝,邊長L=20cm的正方形線圈,置于磁感應強度B=
1
π
的勻強磁場中,繞著垂直磁場方向的軸以ω=100π(rad/s)的角速度轉(zhuǎn)動,當轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場方向垂直時開始計時.線圈的電阻r=5Ω,外電路電阻R=20Ω.試求:
(1)寫出交變電流瞬時值表達式;
(2)外電阻上消耗的功率;
(3)從計時開始,線圈轉(zhuǎn)過
π
3
過程中,通過外電阻的電荷量是多少?
(4)線圈轉(zhuǎn)動一周過程中外力做了多少功?

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發(fā)電機轉(zhuǎn)子是匝數(shù)n=100,邊長L=20cm的正方形線圈,置于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,繞著垂直磁場方向的軸以ω=100π(rad/s)的角速度轉(zhuǎn)動,當轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場方向垂直時開始計時.線圈的電阻r=1Ω,外電路電阻R=99Ω.試求:
(1)寫出交變電流瞬時值表達式;
(2)外電阻上消耗的功率;
(3)從計時開始,線圈轉(zhuǎn)過
π3
過程中,通過外電阻的電荷量是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

發(fā)電機轉(zhuǎn)子是匝數(shù)n=100,邊長L=20cm的正方形線圈,其置于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,繞著垂直磁場方向的軸以ω=100π(rad/s)的角速度轉(zhuǎn)動,當轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場方向垂直時開始計時.線圈的電阻r=1Ω,外電路電阻R=99Ω.試求:
(1)寫出線圈中電流瞬時值的表達式;
(2)畫出從計時起一個周期內(nèi)電流隨時間變化的i-t圖.
(3)外電阻上消耗的功率;
(4)從計時開始,線圈轉(zhuǎn)過
π3
過程中,通過外電阻的電荷量是多少?

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