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有n=10匝的矩形線圈，每匝都是長50cm，寬20cm．線圈總電阻10W，在B=2T的勻強磁場中以角速度w=50rad/s旋轉(zhuǎn)．線圈與R=10W的外電阻連接，圖中的電流表、電壓表的接入不影響原電路．求：

（1）流過電阻電流的瞬時表達式（從中性面開始計時）；

（2）電流表、電壓表的讀數(shù)；

（3）1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

 

答案：見詳解
解析：

（1）電動勢最大值：Em=nBwS=100V

由閉合電路歐姆定律得，電流的最大值：

Im==5A

所以流過電阻電流的瞬時表達式：i=5sin50tA

（2）電流表的讀數(shù)為電流的有效值，即I==3.54A

電壓表的讀數(shù)：U=IR=35.4V

（3）1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：

Q=I2（R+r）t=´(10+10)´60=1.5´104J

 


提示：


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2003?北京）曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭供電的小型交流發(fā)電機，如圖1為其結(jié)構(gòu)示意圖．圖中N、S是一對固定的磁極，abcd為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過bc的中點、與ab邊平行，它的一端有一半徑r0=1.0cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖2所示．當車輪轉(zhuǎn)動時，因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動，從而使線圈在磁極間轉(zhuǎn)動．設線框由N=800匝導線組成，每匝線圈的面積S=20cm2，磁極間的磁場可視為勻強磁場，磁感強度B=0.010T，自行車車輪的半徑R1=35cm，小齒輪的半徑R2=4.0cm，大齒輪的半徑R3=10.0
cm（如圖2）．現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動，問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值U=3.2V？（假定摩擦小輪與自行車之間無相對滑動）

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科目：高中物理 來源： 題型：

 曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機，圖2為其結(jié)構(gòu)示意圖.圖中N、S是一對固定的磁極，abcd為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過bc邊中點、與ab邊平行，它的一端有一半徑R0＝1.0cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖3所示.當車輪轉(zhuǎn)動時，因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動.設線框由n＝800匝導線圈組成，每匝線圈的面積S＝20cm2，磁極間的磁場可視作勻強磁場，磁感應強度B＝0.010T，自行車車輪的半徑R1＝35cm，小齒輪的半徑R2＝4cm，大齒輪的半徑R3＝10.0cm（見圖3）.現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動，問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值U＝3.2V？（假定摩擦小輪與自行車輪之間無相對滑動）

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科目：高中物理 來源： 題型：

曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機，圖3-7-2甲為其結(jié)構(gòu)示意圖.圖中N、S是一對固定的磁極，abcd是固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框.轉(zhuǎn)軸過bc的中點,與ab邊平行， 它的一端有一半徑r0=1.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖3-7-2乙所示.當車輪轉(zhuǎn)動時，因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動.設線框由N=800匝導線圈組成，每匝線圈的面積S=20 cm2，磁極間的磁場可視為勻強磁場，磁感應強度B=0.010 T，自行車車輪的半徑R1=35 cm，小齒輪的半徑R2=4.0 cm，大齒輪的半徑R3=10.0 cm（見圖3-7-2乙）.現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動，問大齒輪的角速度為多大時才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值U=3.2 V?（假定摩擦小輪與自行車車輪之間無相對滑動）

圖3-7-2

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科目：高中物理 來源： 題型：

曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機，圖3-12甲為其結(jié)構(gòu)示意圖．圖中N、S是一對固定的磁極，abcd為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過bc邊中點、與ab邊平行，它的一端有一半徑r0=1.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖3-12乙所示．當車輪轉(zhuǎn)動時，因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動．設線框由N=800匝導線圈組成，每匝線圈的面積S=20 cm2，磁極間的磁場可視為勻強磁場，磁感應強度B=0.010 T，自行車車輪的半徑R1=35 cm，小齒輪的半徑R2=4.0 cm，大齒輪的半徑R3=10.0 cm（見圖乙）．現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速運動，問大齒輪的角速度為多大時才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值U=3.2 V？（假定摩擦小輪與自行車車輪之間無相對滑動）

圖3-12

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科目：高中物理 來源： 題型：

（20分）

曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機，圖1結(jié)構(gòu)圖中，N、S是一對固定的磁極，abcd為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過bc邊并與ab邊平行，它的一端有一半徑r0=1.0cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣接觸，如圖2所示。當車輪轉(zhuǎn)動時，因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動線框由N=800匝導線圈組成，每匝線圈的面積S=20cm2，磁極間磁場可視勻磁場，磁感強度B=0.010T，自行車車輪的半徑R1=35.0cm，小齒輪的半徑R2=4.0cm齒輪的半徑R3=10.0cm（見圖2）�，F(xiàn)從靜止開始大齒輪加速轉(zhuǎn)動，問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值U=3.2V。（假定摩擦小輪與自行車車輪之間無相對滑動）

 

 

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