一小型發(fā)電機的矩形線圈的勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動。線圈匝數(shù)n=

穿過每匝線圈的磁通φ隨時間按正弦規(guī)律變化,如圖所示,發(fā)電機內(nèi)阻r=5.0Ω,外電路電阻R=95Ω。已知感應(yīng)電動勢的最大值Em=nωφm,其中φm為穿過每匝線圈磁通量的最大值。求串聯(lián)在外電路中的交流電流表(內(nèi)阻不計)的讀數(shù)。

解:已知感應(yīng)電動勢的最大值

     

射線全在磁場中轉(zhuǎn)動的周期為T,則有

     

根據(jù)歐姆定律,電路中電流的最大值為

    

設(shè)交流電表的讀數(shù)為I,它是電流的有效值,根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系,有

      

由圖給的Q-T圖線可讀得

解以上各式,并帶入數(shù)據(jù),得

        

練習(xí)冊系列答案
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,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(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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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17-3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17-3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(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成,每匝線圈的面積S=20 cm2,磁極間的磁場可視作勻強磁場,磁感應(yīng)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=3.2 V?(假定摩擦小輪與自行車輪之間無相對滑動)

           

圖17-3

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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,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(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成,每匝線圈的面積S=20 cm2,磁極間的磁場可視為勻強磁場,磁感應(yīng)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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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(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成,每匝線圈的面積S=20 cm2,磁極間的磁場可視為勻強磁場,磁感應(yīng)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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(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(dǎo)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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