组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 交变电流 > 交变电流的产生 > 中性面及其性质
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:341 题号:15681900
如图甲所示,交流发电机的矩形金属线圈,ab边和cd边的长度L1=40cm,bc边和ad边的长度L2=20cm,匝数n=100,线圈的总电阻r=6Ω,线圈位于磁感应强度B=0.04T的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bcad边中点、且垂直于磁场的转轴OO'以角速度ω=300rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。
(1)①请你说明线圈平面转至何位置时,线圈产生的感应电动势最大;并推导ab边产生的感应电动势最大值的表达式(用所需物理量的字母表示);
②求线圈在转动过程中产生感应电动势的最大值表达式并计算出数值;
(2)取ab边电流自a流向b为正方向,请在图乙中画出从图示位置开始计时线圈中电流随时间变化的图像,在图像中标出电流的最大值和周期,并写出电流的瞬时值表达式;
(3)求线圈转动1min电阻R上产生的热量Q
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【推荐1】如图所示,矩形线圈匝数N=100匝,ab=30 cm,ad=20 cm,匀强磁场磁感应强度B=0.8 T,绕轴OO′从图示位置开始匀速转动,角速度ω=100π rad/s,试求:

(1)穿过线圈的磁通量最大值Φm为多大?线圈转到什么位置时取得此值?
(2)线圈产生的感应电动势最大值Em为多大?线圈转到什么位置时取得此值?
(3)写出感应电动势e随时间变化的表达式,并在图乙中作出图象.
2018-09-07更新 | 533次组卷
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【推荐2】如图所示,一个边长为L的正方形单匝线圈abcd,其电阻为r,外电路的电阻为Rab的中点和cd的中点的连线O'O恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B。若线圈自t=0时刻从图示位置开始绕轴OO匀速转动,转动周期为T


   
(1)________(填“”或“”)时刻线圈位于中性面;
(2)t=0时刻线圈中的感应电动势为________
(3)闭合电路中感应电动势的有效值为________
(4)t=0到时间内,流过电阻R的电荷量为________
2023-12-02更新 | 324次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
【推荐3】如图(a)所示是旋转电枢式交流发电机的示意图,电枢的电阻r=5Ω,灯泡电阻R=95Ω,图(b)所示是电枢匀速转动时产生正弦式电流的电动势随时时间变化的图像。

(1)线圈产生的电动势在什么位置为零?在什么位置最大?
(2)电动势的峰值、周期和频率各多少?
(3)写出电流的瞬时值的表达式?
(4)电压表和电流表的读数各是多少?
2016-12-08更新 | 634次组卷
共计 平均难度:一般