组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 交变电流 > 描述交变电流的物理量 > 交变电流的瞬时值 > 正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:689 题号:8036484
某个小水电站的发电机的正方形线圈边长为50cm,匝数为100匝,线圈电阻为0.2Ω;线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴00′匀速转动,转速为50r/s;电动势的最大值为250V。(结果有根号或的可以保留)

(1)发电机中匀强磁场的磁感应强度为多大?
(2)若线圈从图示位置开始计时,写出感应电动势随时间变化的函数表达式。
(3)将阻值R=4.8Ω的外电阻接在线圈两端,如图所示,则交流电压表的示数是多大?此时发电机的输出功率为多大?
(4)将该发电机通过升压变压器升压后向远处输电,如图所示,发电机的输出功率为100kW,输电线的总电阻为8Ω,在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制为5kW。

①请你设计水电站升压变压器原、副线圈匝数比和用户降压变压器原、副线圈匝数比均为理想变压器),以达到控制损失功率的要求(匝数比写成整数之比);
②夏天用电高峰期,常出现电器(例如空调)不能正常使用的情况。这一现象可以通过回答下面的这个问题来加以解释。如图所示是变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户,两条输电线的等效电阻为。当用电器增加时(即开关k由断开到接通时),图中电流表和电压表的读数如何变化?并简单解释这样变化的原因。

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【推荐1】如图所示,在xOy坐标系内,有一光滑平行导轨,导轨方程为y=±2 m,导轨左端接有阻值R=0.2 Ω的电阻,在一个被x轴与曲线方程y=2sinxm(0<x<6)所围的空间中存在着匀强磁场、磁场方向垂直纸面向里、磁感应强度B=0.6 T,垂直于两导轨放置的导体棒ab在两导轨间的电阻r=0.1 Ω,在拉力F的作用下,导体棒abv=1 m/s的速度水平向右匀速运动(导体棒ab与两导轨始终接触良好).

(1)写出电阻R两端的电压的瞬时值表达式.(从导体棒ab经过坐标原点开始计时);
(2)求在导体棒ab拉过磁场区域的过程中拉力F所做的功W.
2018-06-21更新 | 789次组卷
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【推荐2】如图所示,匀强磁场的磁感应强度T,边长cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻,线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动,角速度rad/s,外电路电阻,求:
(1)转动过程中感应电动势的最大值;
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势;
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势;
(4)交流电压表的示数;
(5)线圈转动一周外力所做的功;
(6)线圈转过60°角的过程中,通过R的电荷量。
2021-05-23更新 | 923次组卷
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【推荐3】如图所示,在xOy平面内,阻值为R的金属丝弯折成形,两端点通过圆滑卡扣与x轴上的光滑金属杆紧密接触,长直杆的电阻不计。在x轴正半轴上,0≤x的区间内存在方向垂直于xOy平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在外力控制下使金属丝以大小为v的速度匀速通过该区域,t=0时刻,端刚好从O点进入磁场区域,求:
(1)金属丝进入磁场的过程中,感应电动势的瞬时值表达式;
(2)在金属丝全部穿过磁场的过程中,外力所做的功。
2022-02-23更新 | 1636次组卷
共计 平均难度:一般