- 交流发电机
- 共184题
在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电电压随时间变化的波形如图所示,线圈与一阻值R=9Ω的电阻串联在一起,线圈的电阻为1Ω.则( )
正确答案
解析
解:由图可知,电压的最大值Um=100V.角速度为100πrad/s
A、电流的最大值为Im==
A=10A,故通过电阻R的电流瞬时值表达式为i=10sin100πt(A),故A错误;
B、电阻R两端的电压有效值为=
V,故B错误;
C、1s内电阻R上产生的热量为Q==450J,故C正确
D、图中t=1×10-2s时,感应电动势为零,线圈平面与磁场方向垂直,磁通量最大,线圈位于中性,故D正确.
故选:CD.
一小型交流发电机产生正弦式交变电流,其电压“随时间f变化的规律如图所示.发电机线圈电阻为5Ω,当发电机输出端仅接入一个95Ω的纯电阻用电器时,用电器恰能正常工作.求:
(1)通过该用电器的电流值;
(2)该用电器的额定功率是多少.
正确答案
解:由图可知,电流的电压的有效值为100V;
则电流I==
=1A;
(2)电阻的发热功率:
P=I2R=1×95=95W.
答:(1)通过该用电器的电流值为1A;
(2)电阻的额定功率为95W.
解析
解:由图可知,电流的电压的有效值为100V;
则电流I==
=1A;
(2)电阻的发热功率:
P=I2R=1×95=95W.
答:(1)通过该用电器的电流值为1A;
(2)电阻的额定功率为95W.
如图所示,一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100,穿过每匝线圈的磁通量φ随时间按正弦规律变化,发电机线圈内阻r=4.0Ω,外电路中的电阻R=6Ω,灯泡L电阻RL=12Ω,不计其它电阻,交流电流表为理想电流表.求:
(1)线圈转动的角速度ω;
(2)交流电流表的读数;
(3)在1min内,电阻R产生的热量.
正确答案
解:(1)由图象可读出交流电的周期T=3.14×10-2s
则:ω==200rad/s
(2)并联电路中电阻的关系:=
+
得:R外==4Ω
E=nφmω
根据闭合电路欧姆定律:I==
A
(3)U=IR外
Q=t=5×104J
答:(1)线圈的角速度200 rad/s;
(2)交流电流表的读为A;
(3)在1min内,电阻R产生的热量5×104J.
解析
解:(1)由图象可读出交流电的周期T=3.14×10-2s
则:ω==200rad/s
(2)并联电路中电阻的关系:=
+
得:R外==4Ω
E=nφmω
根据闭合电路欧姆定律:I==
A
(3)U=IR外
Q=t=5×104J
答:(1)线圈的角速度200 rad/s;
(2)交流电流表的读为A;
(3)在1min内,电阻R产生的热量5×104J.
在水平方向的匀强磁场中有一矩形线框abcd面积为S,可绕垂直于磁场方向的水平轴转动.匀强磁场的磁感应强度为B,初位置时线圈平面与B平行,如图所示.求:
(1)初位置时穿过线框的磁通量Φ1为多少?
(2)当线框沿图示位置绕OO′轴转过60°时,磁通量Φ2为多少?这一过程中磁通量的变化量为多少?
(3)当线框沿图示位置绕OO′轴转过90°时,磁通量Φ3为多少?若从这个时刻再转过180°则此过程中磁通量的变化量为多少?
正确答案
解:(1)初始位置线圈与磁场平行;故磁通量Φ1=0;
(2)转过60°时,磁通量Φ2=BScos60°=;
磁通量的变化量△Φ=Φ2-Φ1=;
(3)转过90°时,磁通量Φ3=BS;
再转180度时,磁通量变为Φ4=-BS;
磁通量的变化量△Φ2=Φ4-Φ3=-2BS;
答:(1)初位置时穿过线框的磁通量Φ1为0;
(2)当线框沿图示位置绕OO′轴转过60°时,磁通量Φ2为多少?这一过程中磁通量的变化量为
(3)当线框沿图示位置绕OO′轴转过90°时,磁通量Φ3为BS?若从这个时刻再转过180°则此过程中磁通量的变化量为2BS.
解析
解:(1)初始位置线圈与磁场平行;故磁通量Φ1=0;
(2)转过60°时,磁通量Φ2=BScos60°=;
磁通量的变化量△Φ=Φ2-Φ1=;
(3)转过90°时,磁通量Φ3=BS;
再转180度时,磁通量变为Φ4=-BS;
磁通量的变化量△Φ2=Φ4-Φ3=-2BS;
答:(1)初位置时穿过线框的磁通量Φ1为0;
(2)当线框沿图示位置绕OO′轴转过60°时,磁通量Φ2为多少?这一过程中磁通量的变化量为
(3)当线框沿图示位置绕OO′轴转过90°时,磁通量Φ3为BS?若从这个时刻再转过180°则此过程中磁通量的变化量为2BS.
一个阻值为2Ω的矩形线圈,在匀强磁场中匀速转动,产生正弦式交变电流.已知从中性面转过90°时的感应电动势是10V,则线圈中感应电动势的峰值为______V,电流的峰值为______A.
正确答案
10
5
解析
解:从中性面转过90度线圈产生的电动势最大,即为交流电的峰值,故其峰值为10V;
由欧姆定律可知,电流的最大值为:Im==5A;
故答案为:10;5.
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