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        1. 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)磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的匝數(shù)n=100匝、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,線圈平面與磁場方向平行,穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按圖15(乙)所示正弦規(guī)律變化. 求:
          (1)從1.57×10-2s到4.71×10-2s內(nèi)通過電阻R上的電量q.
          (2)電路中交流電壓表的示數(shù).
          (3)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,外力所做的功W
          分析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律公式、閉合電路歐姆定律公式和電流的定義公式列式后推導(dǎo)出電量表達(dá)式q=n
          △φ
          R
          ,然后求解通過電阻R上的電量q;
          (2)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢的最大值Em=nBSω,根據(jù)Φ-t圖線得出周期T以及角速度.從而求出感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值;圖中是以垂直于中性面開始計(jì)時(shí)的,所以感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式:e=Emcos(ωt);
          (3)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,外力所做的功等于產(chǎn)生的電能.
          解答:解:(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,平均電動(dòng)勢:
          .
          E
          =n
          △Φ
          △t
          =n
          2Φm
          △t

          平均電流
          .
          I
          =
          .
          E
          R+r

          流過R的電量q=
          .
          I
          △t

          聯(lián)立上式得:q=n
          △φ
          R+r
          =n
          2φm
          R+r
          =100×
          2×2×10-2
          90+10
          C=0.04C

          (2)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=
          T
          =100rad/s

          感應(yīng)電動(dòng)勢最大值Em=nBSω
          由圖可知φm=BS=2×10-2wb
          回路中的電流的有效值I=
          Em
          2
          (R+r)

          電壓表示數(shù)U=IR
          聯(lián)立上式得:
          I=
          2
          A=1.4A

          U=90
          2
          V=127V

          (3)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,外力所做的功:
          W=Q=I2(R+r)t=1.42×(90+10)=1212.56J
          答:(1)從1.57×10-2s到4.71×10-2s內(nèi)通過電阻R上的電量q為0.04C.
          (2)電路中交流電壓表的示數(shù)為127V.
          (3)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,外力所做的功為1212.56J.
          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、有效值、平均值和瞬時(shí)值的區(qū)別.
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          A.電阻R上的電功率為20W
          B.0.02s時(shí)R兩端的電壓瞬時(shí)值為零
          C.R兩端的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律是(V)
          D.通過R的電流隨時(shí)間變化的規(guī)律是

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          A.交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)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(xiǎn)絲的熔斷電流一定大于2A

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

           

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          A.電阻R上的電功率為20W

          B.0.02s時(shí)R兩端的電壓瞬時(shí)值為零

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

          D.通過R的電流隨時(shí)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

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          1. A.
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          2. B.
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          3. C.
            保險(xiǎn)絲的熔斷電流一定大于2A
          4. D.
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