如圖17-1-19所示,正方形線圈abcd繞對稱軸OO′在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動次數(shù)n="120" min-1.若已知ab=bc="20" cm,匝數(shù)=20,磁感應強度B="0.2" T,求:

圖17-1-19
(1)轉(zhuǎn)動中最大電動勢位置;
(2)從圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中的平均電動勢;
(3)設線圈是閉合的,總電阻R="10" Ω,線圈轉(zhuǎn)動過程中受到的最大電磁力矩及位置.
(1)2.01V與最大電動勢所對應的線圈位置如圖中所示,即垂直中性面的位置.?
(21.28 V.?
(3)0.032 N·m.
平均電動勢由法拉第電磁感應定律求解,最大磁力矩對應著感應電流的最大位置.
(1)N匝線圈轉(zhuǎn)動中的最大電動勢為εm=NBSω?
式中ω=2πf=2π×rad/s="4" rad/s
代入各已知數(shù)據(jù)得:εm=20×0.2×0.2×0.2×4πV=2.01V
與最大電動勢所對應的線圈位置如圖中所示,即垂直中性面的位置.?
(2)圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中,線圈中發(fā)生的磁通量變化ΔΦ=BS,歷時,由法拉第電磁感應定律得平均電動勢4×20×0.2×0.2×0.2×2 V="1.28" V.?
(3)線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感應電動勢,激起感應電流,使線圈受到一個與外力矩方向相反的磁力矩M=NBIS,它也是一個隨時間變化的量,最大磁力矩對應于感應電動勢(或感應電流)有最大值的位置,其值為Mm=NBImS=NBS="0.032" N·m.
練習冊系列答案
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一交流發(fā)電機的線圈電阻為1Ω,將其輸出端接在電阻為10Ω的電阻絲上,其輸出電壓從某時刻開始隨時間變化的圖象如圖所示,則
A.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為100rad/s
B.交流發(fā)電機的電動勢最大值為200V
C.電阻絲的發(fā)熱功率為2kW
D.若將此發(fā)電機接在匝數(shù)比為1∶2的理想變壓器上可使輸出頻率提高1倍

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交流發(fā)電機正常工作時產(chǎn)生的電動勢e=Emsinωt,若線圈匝數(shù)減為原來的一半,而轉(zhuǎn)速增為原來的2倍,其他條件不變,則產(chǎn)生的電動勢的表達式為(   )
A.e=EmsinωtB.e=2Emsinωt
C.e=2Emsin2ωtD.e=Emsin2ωt

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如圖10-1-21所示,線圈的面積是0.05 m2,共100匝,線圈電阻為r="1" Ω,外接電阻R="9" Ω,勻強磁場的磁感應強度,當線圈以300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時,則:

圖10-1-21
(1)若從線圈中性面開始計時,寫出線圈中感應電動勢瞬時值表達式.
(2)從中性面開始計時,線圈轉(zhuǎn)過時電動勢瞬時值為多大?
(3)電路中電壓表和電流表的示數(shù)各是多少?
(4)由圖示位置轉(zhuǎn)過60°角的過程產(chǎn)生的平均感應電動勢為多少?

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有一交流發(fā)電機,用示波器觀察到它產(chǎn)生的感應電動勢波形如圖所示,求:

(1)t1="1/200" s,t2="1/100" s時電動勢的瞬時值;
(2)已知線圈的面積為16 cm2,共25匝,求勻強磁場的磁感應強度.

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某矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的感應電動勢為e=Emsinωt.若將線圈的轉(zhuǎn)速增加1倍,保持其他條件不變,則產(chǎn)生的感應電動勢為(   )
A.e=Emsin2ωtB.e=2Emsin2ωtC.e=2Emsin4ωtD.e=4Emsin2ωt

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如圖所示,先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電.第一次燈泡兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化,如圖3甲所示;第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖3乙所示.若圖甲、乙中的U0、T所表示的電壓、周期值是相同的,則以下說法正確的是   
A.第一次燈泡兩端的電壓有效值是
B.第二次燈泡兩端的電壓有效值是
C.第一次和第二次燈泡的電功率之比是2∶9
D.第一次和第二次燈泡的電功率之比是1∶5

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小型交流發(fā)電機中,矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的感應電動勢與時間呈正弦函數(shù)關系,如圖所示.不計線圈的電阻,下列說法正確的是
A.產(chǎn)生的感應電動勢瞬時值表達式為(V)
B.則該交流電在0.125s時,線圈平面所在位置與中性面重合
C.若將此電動勢加在電容為C=1μF的電容器上,則該電容器的耐壓值應不小于V
D.若將該交流電壓加在阻值為R=10 Ω的電阻兩端,則電阻消耗的功率是20 W

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A.Im1大于Im2
B.Im1小于Im2
C.Im1等于Im2
D.以上情況均有可能

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