如图所示为一个小型交流发电机的示意图,匝数匝、面积的矩形金属线框ABCD绕垂直于磁场的轴匀速转动,角速度。已知匀强磁场磁感应强度大小为,线框通过滑环与阻值为的电阻R相接,电表均为理想电表,线框电阻。从线框转至中性面位置开始计时,求:
(1)线框中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)电压表和电流表的示数;
(3)在线框转动一圈的时间内,电阻R消耗的电能。(结果可用根号或表示)
(1)线框中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)电压表和电流表的示数;
(3)在线框转动一圈的时间内,电阻R消耗的电能。(结果可用根号或表示)
更新时间:2024/01/11 18:46:25
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【推荐1】交流发电机可分为“旋转电枢式”和“旋转磁极式”两种。通过旋转,使线圈磁通量发生变化,磁通量的变化规律决定了该线圈产生的感应电动势的规律。
(1)如图为旋转电枢式发电机的示意图。两磁极间的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度大小为B。线圈ABCD的面积为S,匝数为N(图中只画出了其中的一匝线圈),线圈的总电阻为r。线圈绕轴OOʹ匀速转动,角速度为ω。线圈通过滑环和电刷与外电路阻值为R的定值电阻连接。
a.从图示位置开始计时,写出线圈中电流瞬时值的表达式;
b. 求线圈转动过程中电阻R的发热功率。
(2)旋转电枢式发电机的线圈必须经过裸露的滑环和电刷来保持与外电路的连接,电压高时可能发生火花放电,因此发电站常采用“旋转磁极式”发电机。若(1)问中线圈和外电路不变,通过旋转磁极的方式,使线圈的磁通量随时间发生变化,规律为
a. 根据磁通量变化的规律在下图方框中画出Φ-t图像(将可知的量在图上标出)
b. 若已知线圈匝数n=100,求t=0.2s时线圈的磁通量Φ和电动势的瞬时值;
c. 线圈磁通量从零增至最大的过程,求通过电阻R的电荷量q(不知道具体数值的已知量可以用字母表示)
(1)如图为旋转电枢式发电机的示意图。两磁极间的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度大小为B。线圈ABCD的面积为S,匝数为N(图中只画出了其中的一匝线圈),线圈的总电阻为r。线圈绕轴OOʹ匀速转动,角速度为ω。线圈通过滑环和电刷与外电路阻值为R的定值电阻连接。
a.从图示位置开始计时,写出线圈中电流瞬时值的表达式;
b. 求线圈转动过程中电阻R的发热功率。
(2)旋转电枢式发电机的线圈必须经过裸露的滑环和电刷来保持与外电路的连接,电压高时可能发生火花放电,因此发电站常采用“旋转磁极式”发电机。若(1)问中线圈和外电路不变,通过旋转磁极的方式,使线圈的磁通量随时间发生变化,规律为
a. 根据磁通量变化的规律在下图方框中画出Φ-t图像(将可知的量在图上标出)
b. 若已知线圈匝数n=100,求t=0.2s时线圈的磁通量Φ和电动势的瞬时值;
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【推荐2】如图所示,匝的矩形线圈abcd的面积,放在磁感应强度的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁场的轴以的转速匀速转动,线圈电阻,外电路电阻,时线圈平面与磁场平行。求:
(1)感应电动势的瞬时值表达式;
(2)线圈转一圈外力做的功。
(1)感应电动势的瞬时值表达式;
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【推荐1】如图所示,线圈面积,匝数,线圈总电阻,线圈的两端经集流环与的电阻连接,交流电流表、交流电压表均为理想电表.线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕轴以转速匀速转动.从线圈处于中性面开始计时,求:
(1)电动势的瞬时值表达式;
(2)交流电流表、交流电压表的示数;
(3)线圈匀速转动一周外力所做的功。
(1)电动势的瞬时值表达式;
(2)交流电流表、交流电压表的示数;
(3)线圈匀速转动一周外力所做的功。
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名校
【推荐2】图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100匝、电阻r=10,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=40Ω,与R并联的交流电压表为理想电表。在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图(乙)所示正弦规律变化。求:
(1)从到内通过电阻R上的电量q;
(2)电路中交流电压表的示数。
(1)从到内通过电阻R上的电量q;
(2)电路中交流电压表的示数。
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【推荐1】如图所示是交流发电机的发电供电原理图,一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,线圈共220匝,线圈面积为520cm,转动频率为50Hz,磁场的磁感应强度大小为。发电机的输出端a、b与理想变压器的原线圈相连,变压器副线圈接有两个标有“220V,11kW”的电动机。已知变压器原、副线圈的匝数比为,电动机正常工作。求:
(1)理想电流表的示数;
(2)线圈的内阻。
(1)理想电流表的示数;
(2)线圈的内阻。
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名校
【推荐2】如图甲所示,线圈abcd的面积是0.05m2,共200匝,线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度,线圈以的角速度匀速转动,图乙为计时开始时,线圈平面与磁感线的位置关系图,电流由a流向b边规定为正向电流。求:(计算结果可以保留根号,也可以保留)
(1)写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式,并在图丙中定性画出电动势随时间变化的e-t图像(至少画一个周期);
(2)从计时开始,经s通过电阻R的电荷量是多少;
(3)从计时开始,1min内电阻R产生的热量是多少。
(1)写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式,并在图丙中定性画出电动势随时间变化的e-t图像(至少画一个周期);
(2)从计时开始,经s通过电阻R的电荷量是多少;
(3)从计时开始,1min内电阻R产生的热量是多少。
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