如图所示为一小型交变电流发电机的工作原理图,两磁极间的磁场可看成勻强磁场,磁感应强度为B,矩形线圈abcd以恒定角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴OO’逆时针方向转动,矩形
◎ 题目
如图所示为一小型交变电流发电机的工作原理图,两磁极间的磁场可看成勻强磁场,磁感应强度为B,矩形线圈abcd以恒定角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴OO’逆时针方向转动,矩形abcd关于OO’对称,已知矩形线圈共有N匝,边长为L1,bc边长为L2,线圈电阻为r,外接电阻为R。 (1) 在线圈位于如图所示的垂直于磁场方向的位置开始计时,规定由a→b(或c→d)方向的感应电动势为正,推导出线圈中感应电动势e随时间t变化的表达式。 (2) 求交流电流表(内阻不计)的读数。 |
◎ 答案
(1)NBL1L2ωsin(ωt+π)。(2)NBL1L2ω. |
◎ 解析
试题分析:(1)从中性面开始经时间t,线圈abcd转至如图所示位置时,θ=ωt。 此时对于线圈ab边上每根导线切割磁感线产生的感应电动势大小为 e1=BL1v1x=BL1v1sinθ。 线圈ab边上每根导线切割磁感线产生的感应电动势大小为 e2=BL1v2x=BL1v2sinθ。 其中v1=v2=ωL2/2. 则每匝线圈产生的感应电动势大小为 e单=e1+ e2=BL1L2ωsinωt。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3分 N匝线圈产生的总感应电动势大小为e= Ne单=NBL1L2ωsinωt。 因为此时感应电动势为负方向, 所以e=-NBL1L2ωsinωt=NBL1L2ωsin(ωt+π)。 1分 (2)电动势最大值Em=NBL1L2ω。有效值E=Em=NBL1L2ω.。 2分 根据闭合电路欧姆定律,电路中电流,即交流电流表的读数 I==NBL1L2ω.。 2分 点评:本题难度较小,当线圈与中性面垂直时切割磁感线的有效速度最大,此时的感应电动势最大,熟记中性面的概念,电流方向在中性面时发生变化,掌握峰值、瞬时值、有效值和平均值的计算是关键 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示为一小型交变电流发电机的工作原理图,两磁极间的磁场可看成勻强磁场,磁感应强度为B,矩形线圈abcd以恒定角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴OO’逆时针方向转动,矩形…”主要考查了你对 【闭合电路欧姆定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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下一篇:如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,电压表和电流表均为理想电表,L为白炽灯,其阻值随温度变化,R为变阻器.当变阻器的滑臂向右滑动时:A.V1和A两表的读数之比变小.B.V2和A
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