精英家教網(wǎng)如圖所示，為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝矩形線圈，邊長分別10cm和20cm，內(nèi)電阻r=5Ω，在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′以軸ω=50
2
rad/s角速度勻速轉(zhuǎn)動，線圈和外電阻為R=20Ω相連接，求：
（1）S斷開時，電壓表示數(shù)；
（2）開關(guān)S合上時，電壓表和電流表示數(shù)．
分析：（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值表達式為Em=NBSω，開關(guān)S斷開時，電壓表測量電源的電動勢的有效值；
（2）開關(guān)閉合時，電流表測量電流的有效值．根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系求出電動勢的有效值，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流和路端電壓；
解答：解：（1）感應(yīng)電動勢最大值Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50
2
 V=50
2
 V  
感應(yīng)電動勢有效值E=
50
2
2
=50V．
故電壓表的數(shù)值為50V；
（2）電鍵S合上后，由閉合電路歐姆定律
I=
E
r+R
 A=
50
5+20
=2.0 A，
U=IR=2×20 V=40 V．
答：（1）S斷開時，電壓表的示數(shù)為50V；（2）電壓表的示數(shù)為40V；電流表的示數(shù)為2.0A．
點評：本題考查交變電流最大值、有效值的理解和應(yīng)用的能力，對于交流電表的測量值、計算交流電功率、電功等都用到有效值．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，交流發(fā)電機的矩形線圈abcd中，已知線圈面積為0.01m2，匝數(shù)n=100匝，線圈電阻r=2Ω，外電阻R=8Ω，電流表和電壓表對電路的影響忽略不計．線圈在磁感強度B=
2π
T的勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO’勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω=10πrad/s．求
（1）交流電壓表的讀數(shù)為多少？
（2）發(fā)電機的輸出功率和發(fā)電總功率為多少？
（3）從圖示位置起（線圈平面平行于磁場方向），轉(zhuǎn)過90°過程中，線圈上產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

交流發(fā)電機的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動．一小型發(fā)電機的線圈共220 匝，線圈面積S＝0.05 m2，線圈轉(zhuǎn)動的頻率為50 Hz，線圈內(nèi)阻不計，磁場的磁感應(yīng)強度B＝ T．用此發(fā)電機所發(fā)出的交流電帶動兩個標(biāo)有“220 V、11 kW”的電動機正常工作，需在發(fā)電機的輸出端a、b與電機之間接一個理想變壓器，電路如圖所示，求：

 (1)發(fā)電機的輸出電壓為多少？

(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？

(3)與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多大？

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年北京市101中學(xué)高二下學(xué)期期中考試物理試卷（帶解析） 題型：計算題

利用太陽電池這個能量轉(zhuǎn)換器件將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)稱光伏發(fā)電系統(tǒng).光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流供電方式有其局限性，絕大多數(shù)光伏發(fā)電系統(tǒng)均采用交流供電方式.將直流電變?yōu)榻涣麟姷难b置稱為逆變器，有一臺內(nèi)阻為r＝1W的太陽能發(fā)電機，供給一個學(xué)校照明用電，如圖所示，升壓變壓器的匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4：1，輸電線的總電阻R＝4W，全校共22個班，每班有“"220V 40W”"燈6盞，若全部電燈正常發(fā)光，求：

（1）輸電線上損失的電功率；
（2）遠(yuǎn)距離輸電的輸電效率；
（3）太陽能發(fā)電機的電動勢。

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科目：高中物理 來源：2013屆北京市高二下學(xué)期期中考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

利用太陽電池這個能量轉(zhuǎn)換器件將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)稱光伏發(fā)電系統(tǒng).光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流供電方式有其局限性，絕大多數(shù)光伏發(fā)電系統(tǒng)均采用交流供電方式.將直流電變?yōu)榻涣麟姷难b置稱為逆變器，有一臺內(nèi)阻為r＝1W的太陽能發(fā)電機，供給一個學(xué)校照明用電，如圖所示，升壓變壓器的匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4：1，輸電線的總電阻R＝4W，全校共22個班，每班有“"220V 40W”"燈6盞，若全部電燈正常發(fā)光，求：

（1）輸電線上損失的電功率；

（2）遠(yuǎn)距離輸電的輸電效率；

（3）太陽能發(fā)電機的電動勢。

 

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科目：高中物理 來源：2012年四川省資陽市高三第二次高考模擬物理卷 題型：選擇題

如圖所示，一個小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機，其矩形線圈的線框面積為S，共有n匝，總電阻為r，與線圈兩端相接觸的集流環(huán)上接有一個阻值為R的定值電阻、理想交流電流表A和二極管D。線圈以角速度ω在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞與磁場方向垂直的對稱軸OO′勻速運動，沿轉(zhuǎn)軸OO′方向看去，線圈轉(zhuǎn)動沿逆時針方向，t＝0時刻線圈平面與磁感線垂直。下列說法正確的是

A．一個周期內(nèi)通過R的電荷量

 
 
B．R兩端電壓的有效值

C．交流電流表的示數(shù)為0

D．若用一根導(dǎo)線連接M、N兩點，發(fā)電機的發(fā)電功率不變

 

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