9.圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10Ω,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接,電阻R=90Ω,與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表.在t=0時(shí)刻,線圈平面與磁場(chǎng)方向平行,穿過(guò)每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化.求:

(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值;
(2)電路中交流電壓表的示數(shù);
(3)一個(gè)周期內(nèi)電阻R上的發(fā)熱.

分析 (1)由圖乙所示圖象求出磁通量變化的周期,然后求出發(fā)電機(jī)的角速度.
(2)由E=nBSω求出發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的最大值.
(3)根據(jù)焦耳定律可求得一個(gè)周期內(nèi)電阻R上的發(fā)熱.

解答 解:(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為:Em=nBSω     
而Φm=BS,
ω=$\frac{2π}{T}$,
所以Em=$\frac{2nπΦm}{T}$
由Φ-t圖線可知:Φm=2.0×10-2 Wb,T=6.28×10-2 s 
所以Em=200 V 
(2)電動(dòng)勢(shì)的有效值:E=$\frac{\sqrt{2}}{2}$Em=100$\sqrt{2}$ V   
由閉合電路的歐姆定律,電路中電流的有效值為:I=$\frac{E}{R+r}$=$\sqrt{2}$ A
交流電壓表的示數(shù)為:U=IR=$\sqrt{2}$×90=90$\sqrt{2}$ V≈127 V    
(3)Q=I2RT=($\sqrt{2}$)2×90×6.28×10-2=11.3J
答:(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為200V;
(2)電路中交流電壓表的示數(shù)127V
(3)一個(gè)周期內(nèi)電阻R上的發(fā)熱為11.3J.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道正弦式交流電峰值的表達(dá)式Em=nBSω,以及知道峰值與有效值的關(guān)系.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.如圖所示的磁場(chǎng)中,有P、Q兩點(diǎn).下列說(shuō)法正確的是(  )
A.P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于Q點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
B.P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于Q點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
C.P、Q兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同
D.P、Q兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

20.老師要求同學(xué)們測(cè)出一待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻,所給的實(shí)驗(yàn)器材有:待測(cè)電源E,定值電阻R1(阻值未知),電壓表V(量程為3.0V,內(nèi)阻很大),電阻箱R(0~99.99Ω),單刀單擲開(kāi)關(guān)S1,單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2,導(dǎo)線若干.
某同學(xué)連接了一個(gè)如圖1所示的電路,他接下來(lái)的操作是:
a.撥動(dòng)電阻箱旋鈕,使各旋鈕盤(pán)的刻度處于如圖2所示的位置后,將S2接到A,閉合S1,記錄下對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)為2.20V,然后斷開(kāi)S1;
b.保持電阻箱示數(shù)不變,將S2切換到B,閉合S1,記錄此時(shí)電壓表的讀數(shù)(電壓表的示數(shù)如圖3所示),然后斷開(kāi)S1

(1)請(qǐng)你解答下列問(wèn)題:圖2所示電阻箱的讀數(shù)為20.00Ω,圖3所示的電壓表讀數(shù)為2.80 V.由此可算出定值電阻R1的阻值為5.45Ω.(計(jì)算結(jié)果取3位有效數(shù)字)
(2)在完成上述操作后,該同學(xué)繼續(xù)以下的操作:
將S2切換到A,多次調(diào)節(jié)電阻箱,閉合S1,讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U,由測(cè)得的數(shù)據(jù),繪出了如圖4所示的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$圖象.由此可求得該電池組的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r,其中E=0.35 V,電源內(nèi)阻r=0.26Ω.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

17.在上海世博會(huì)上,拉脫維亞館的風(fēng)洞飛行表演令參觀者大開(kāi)眼界.若風(fēng)洞內(nèi)總的向上的風(fēng)速風(fēng)量保持不變,讓質(zhì)量為m的表演者通過(guò)調(diào)整身姿,可改變所受的向上的風(fēng)力大小,以獲得不同的運(yùn)動(dòng)效果.假設(shè)人體受風(fēng)力大小與正對(duì)面積成正比,已知水平橫躺時(shí)受風(fēng)力面積最大,人體站立時(shí)受風(fēng)力面積為水平橫躺時(shí)受風(fēng)力面積的$\frac{1}{8}$,在風(fēng)洞內(nèi)人體可上下移動(dòng)的空間總高度為H.開(kāi)始時(shí),若人體與豎直方向成一定角度傾斜時(shí),受風(fēng)力有效面積是最大值的一半,恰好可以靜止或勻速漂移;后來(lái),人從最高點(diǎn)A由靜止開(kāi)始,先以向下的最大加速度勻加速下落,經(jīng)過(guò)某處B后,再以向上的最大加速度勻減速下落,剛好能在最低點(diǎn)C處減速為零,則有( 。
A.表演者向上的最大加速度是g
B.表演者向下的最大加速度是$\frac{g}{4}$
C.B、C間的高度是$\frac{3}{7}H$
D.由A至C全過(guò)程表演者一直處于失重狀態(tài)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

4.液體表面張力產(chǎn)生的原因是( 。
A.在液體的表面層,分子間距離大,分子斥力消失,只有分子引力
B.由于氣體分子對(duì)液體表面層分子的吸引
C.在液體的表面層里,由于分子間距離比液體內(nèi)部大,分子引力大于分子斥力
D.由于液體表面層分子受到指向液內(nèi)的吸引力的作用

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

14.讓光線斜通過(guò)一塊兩面平行的玻璃磚,正列判斷中錯(cuò)誤的是(  )
A.出射光線的方向與平行玻璃磚的厚度有關(guān)
B.出射光線的方向與玻璃的折射率有關(guān),n越大偏向角越大
C.光線通過(guò)玻璃磚后發(fā)生側(cè)向移動(dòng)而方向不變
D.光線通過(guò)玻璃磚時(shí)沒(méi)有發(fā)生折射,出射光方向不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.第一宇宙速度的大小為(  )
A.11.2 km/sB.7.9 km/sC.16.7 km/sD.以上都不對(duì)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

18.我國(guó)自行研制了可控?zé)岷朔磻?yīng)裝置“超導(dǎo)托卡馬克”.設(shè)可控?zé)岷朔磻?yīng)前氘核的質(zhì)量為m1,氚核的質(zhì)量為m2,反應(yīng)后氦核的質(zhì)量為m3,中子的質(zhì)量為m4.已知光速為c,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.這種裝置中發(fā)生的反應(yīng)方程式是${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n
B.由核反應(yīng)過(guò)程質(zhì)量守恒可知m1+m2=m3+m4
C.核反應(yīng)釋放的能量為(m1+m2-m3-m4)c2
D.這種裝置與我國(guó)大亞灣核電站所使用的核裝置的核反應(yīng)原理是相同的

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.如圖所示為F1賽車(chē)在拐彎時(shí)的情景圖,當(dāng)賽車(chē)速度逐漸減小時(shí),選項(xiàng)中畫(huà)出了賽車(chē)沿曲線從N到M行駛的軌跡及其所受合外力F的方向,你認(rèn)為可能正確的是( 。
A.B.C.D.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案