如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為 10cm和20cm，內(nèi)阻為 5Ω，在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以50
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 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，線圈通過電刷和外部 20Ω的電阻R相接．求：
（1）電鍵S合上后，電壓表和電流表示數(shù)；
（2）電阻R上所消耗的電功率是多少？
分析：（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值表達(dá)式為Em=NBSω．電流表測量電流的有效值．根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系求出電動勢的有效值，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流和路端電壓；
（2）電阻R上消耗的功率用電流的有效值乘以電壓的有效值．
解答：解：（1）感應(yīng)電動勢最大值Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50
2
 V=50
2
 V  
感應(yīng)電動勢有效值E=
Em
2
=50 V．
電鍵S合上后，由閉合電路歐姆定律
I=
E
E+r
=
50
20+5
 A=2.0 A，
U=IR=2×20 V=40 V．
即電流表示數(shù)為2A，電壓表示數(shù)為 40 V．      
（2）電阻R上所消耗的電功率 P=IU=2×40 W=80 W．
答：（1）電鍵S合上后，電壓表的示數(shù)為40V，電流表示數(shù)為2A；
（2）電阻R上所消耗的電功率是80W．
點評：此題首先要能夠求出閉合線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的表達(dá)式，產(chǎn)生電動式的線圈相當(dāng)于電源，從而傳化為電路的問題，在解題過程中一定要注意，電壓表和電流表的示數(shù)為有效值，電阻消耗的功率要用有效值去求解．
練習(xí)冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為0.1m和0.2m，內(nèi)阻為 5Ω，在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以
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2
π
r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動開始時線圈平面與磁場方向平行，線圈通過電刷和外部 20Ω的電阻R相接、求
（1）寫出線圈內(nèi)產(chǎn)生的交變電動勢瞬時值的表達(dá)式
（2）電阻R上所消耗的電功率是多少
（3）如果保持轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動，外力每分鐘需要對轉(zhuǎn)子所做的功；
（4）從計時開始，線圈轉(zhuǎn)過π/3的過程中，通過外電阻R的電荷量．

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如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)n=100匝的矩形線圈，邊長分別為 25cm和40cm，內(nèi)阻為 5Ω，在磁感應(yīng)強度B=1/π T的勻強磁場中繞OO′軸以10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動開始時線圈平面與磁場方向垂直，線圈通過電刷和外部 20Ω的電阻R相接，求：
（1）電壓表和電流表示數(shù)
（2）整個電路每分鐘產(chǎn)生的熱量
（3）從計時開始，0.05s內(nèi)流過電阻R的電量
（4）如果把電流表換成二極管（單向?qū)щ姡赫螂娮铻?，反向電阻∞）請畫出電阻R兩端電壓隨時間變化的uR-t圖線．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為 10cm和20cm，內(nèi)阻為 5Ω，在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以50
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 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動開始時線圈平面與磁場方向平行，線圈通過電刷和外部 20Ω的電阻R相接．求電鍵S合上后，
（1）寫出線圈內(nèi)產(chǎn)生的交變電動勢瞬時值的表達(dá)式
（2）電壓表和電流表示數(shù)；
（3）電阻R上所消耗的電功率是多少？
（4）如保持轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動，外力每分鐘需要對轉(zhuǎn)子所做的功；
（5）從計時開始，線圈轉(zhuǎn)過
π
3
的過程中，通過外電阻R的電量．

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精英家教網(wǎng)如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上，CD邊連在滑環(huán)L上，導(dǎo)體做的兩個電刷E、F分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)、電刷保持與外電路的連接．關(guān)于其工作原理，下列說法中正確的是（　�。�
A、當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，線圈中的感應(yīng)電動勢為零B、當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過線圈的磁通量變化率最大C、線圈平面轉(zhuǎn)動一周的時間內(nèi)，線圈中的感應(yīng)電流方向改變一次D、當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與中性面垂直的瞬間，線圈中的感應(yīng)電流為零

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精英家教網(wǎng)如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為10cm和20cm，內(nèi)阻為5Ω，在磁感強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以50
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rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，線圈和電阻R=20Ω相接，求：
（1）S斷開時，電壓表示數(shù)；
（2）S閉合時，電流表示數(shù)；
（3）發(fā)電機正常工作時，R上所消耗的電功率是多少？
（4）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過900的過程中通過電阻R的電量為多少？

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