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          圖（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n=100，線圈的電阻r=10Ω，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時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按圖（乙）所示正弦規(guī)律變化． 求：
          （1）線圈從如圖所示位置轉(zhuǎn)過時間t=T/6（T為周期）時電動勢的瞬時值；
          （2）電阻R上消耗的電功率．
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
          分析：（1）交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值Em=nBSω，根據(jù)Φ-t圖線得出周期T以及磁通量的最大值Φ=BS．從而求出感應電動勢的最大值．再根據(jù)瞬時值的表達式求得結(jié)果；
          （2）交流電壓表的示數(shù)為有效值，求出電動勢的有效值，使用閉合電路的歐姆定律求得電流，最后代入公式P=I2 R即可．
          解答：解：（1）交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值
          Em=nBSω
          而Φm=BS，ω=
          2π
          T
          ，
          所以Em=
          2nπΦm
          T

          由Φ-t圖線可知：Φm=2.0×10-2 Wb，
          T=6.28×10-2s
          所以Em=200 V．
          交流電瞬時值的表達式：e=Emsinωt
          轉(zhuǎn)過時間t=
          T
          6
          （T為周期）時電動勢的瞬時值E1=Emsin
          2π
          6
          =100          V
          （2）電阻R上消耗的電功率P=I2R=(
          E
          		2
          R+r
          )2R=180          W
          答：（1）100V （2）180W
          點評：解決本題的關(guān)鍵知道正弦式交流電峰值的表達式Em=nBSω，以及知道峰值與有效值的關(guān)系．
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
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				相關(guān)習題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO，勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R=10Ω連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，示數(shù)是10V．圖乙是矩形線圈磁通量?隨時間t變化的圖象．則（　�。�
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				科目：高中物理
				來源：2013屆河北省衡水中學高三寒假自主提升驗收考試物理試卷（帶解析）
				題型：單選題
			
          

						
          下圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO，勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R=10連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，示數(shù)是10V。圖乙是矩形線圈磁通量隨時間t變化的圖像。則下列說法不正確的是（   ）
           
          A．電阻R上的電功率為20W
          B．0.02s時R兩端的電壓瞬時值為零
          C．R兩端的電壓隨時間變化的規(guī)律是（V）
          D．通過R的電流隨時間變化的規(guī)律是
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：2012-2013學年山西省高三上學期期中考試物理試卷（解析版）
				題型：選擇題
			
          

						
          圖（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10 Ω，線圈的兩端經(jīng)滑環(huán)、電刷與電阻R連接，電阻R=90Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，電路中串聯(lián)一保險絲（完好無損）。在t=0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量φ隨時間t按圖（乙）所示正弦規(guī)律變化。則正確的推斷是
          


          


          A．交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值為200V
          


          B．電路中交流電壓表的示數(shù)為180V
          


          C．保險絲的熔斷電流一定大于2A 
          


          D．電樞轉(zhuǎn)動的角速度為100rad/s
          


           
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：2012-2013學年河北省高三寒假自主提升驗收考試物理試卷（解析版）
				題型：選擇題
			
          

						
          下圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO，勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R=10連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，示數(shù)是10V。圖乙是矩形線圈磁通量隨時間t變化的圖像。則下列說法不正確的是（   ）
          


           
          


          A．電阻R上的電功率為20W
          


          B．0.02s時R兩端的電壓瞬時值為零
          


          C．R兩端的電壓隨時間變化的規(guī)律是（V）
          


          D．通過R的電流隨時間變化的規(guī)律是
          


           
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：多選題
			
          

						
          圖（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n=100、電阻r="10" Ω，線圈的兩端經(jīng)滑環(huán)、電刷與電阻R連接，電阻R=90Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，電路中串聯(lián)一保險絲（完好無損）。在t=0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量φ隨時間t按圖（乙）所示正弦規(guī)律變化。則正確的推斷是

          1. A.
            交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值為200V
          2. B.
            電路中交流電壓表的示數(shù)為180V
          3. C.
            保險絲的熔斷電流一定大于2A
          4. D.
            電樞轉(zhuǎn)動的角速度為100rad/s
          

			
          

			
          
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