有n=10匝的矩形線圈，每匝都是長50cm，寬20cm，線圈總電阻10Ω，在B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω=50rad/s旋轉(zhuǎn)．線圈與R=10Ω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）寫出電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式（從中性面開始計(jì)時(shí)）；
（2）電流表、電壓表的讀數(shù)；
（3）1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量．
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（1）、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBSω=10×2×0.5×0.2×50V=100V．從中性面開始計(jì)時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式e=Emsinωt=100sin50tV．
    （2）、電流的有效值I=
E
R+r
=
2
2
Em
R+r
=
5
2
2
A，則電流表讀數(shù)為
5
2
2
A，路端電壓有效值U=IR=25
5
V，電壓表的讀數(shù)25
5
V．
    （3）、1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=I2（R+r）t=1.5×104J．
答：（1）從中性面開始計(jì)時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為100sin50tV．
   （2）電流表、電壓表的讀數(shù)分別為
5
2
2
A和25
5
V．
   （3）1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是1.5×104J．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)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(jī)，如圖1為其結(jié)構(gòu)示意圖．圖中N、S是一對(duì)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(diǎn)、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(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線圈在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng)．設(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線組成，每匝線圈的面積S=20cm2，磁極間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)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(dòng)，問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機(jī)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(duì)滑動(dòng)）

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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(jī)，圖2為其結(jié)構(gòu)示意圖.圖中N、S是一對(duì)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(diǎn)、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(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng).設(shè)線框由n＝800匝導(dǎo)線圈組成，每匝線圈的面積S＝20cm2，磁極間的磁場(chǎng)可視作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)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(dòng)，問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機(jī)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(duì)滑動(dòng)）

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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(jī)，圖3-7-2甲為其結(jié)構(gòu)示意圖.圖中N、S是一對(duì)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(diǎn),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(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng).設(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成，每匝線圈的面積S=20 cm2，磁極間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)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(dòng)，問大齒輪的角速度為多大時(shí)才能使發(fā)電機(jī)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(duì)滑動(dòng)）

圖3-7-2

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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(jī)，圖3-12甲為其結(jié)構(gòu)示意圖．圖中N、S是一對(duì)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(diǎn)、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(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng)．設(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成，每匝線圈的面積S=20 cm2，磁極間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動(dòng)，問大齒輪的角速度為多大時(shí)才能使發(fā)電機(jī)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(duì)滑動(dòng)）

圖3-12

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（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(jī)，圖1結(jié)構(gòu)圖中，N、S是一對(duì)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(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成，每匝線圈的面積S=20cm2，磁極間磁場(chǎng)可視勻磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)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）。現(xiàn)從靜止開始大齒輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機(jī)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(duì)滑動(dòng)）

 

 

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