如图所示是交流发电机示意图正方形线圈的匝数匝线圈的边长正方形线圈所在处的匀强磁场的磁感应强度的大小线圈总电阻外接电阻线圈以的转速在磁场中匀速转动求若线圈从中性面开始计时写出感应电动势随时间变化关系式交流电流表和交流电压表的示数求线圈从图示位置转过时通过电阻的电量是多少线圈匀速转动一圈的过程中外力对线圈所做的功是多少

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161961. （2021•西安中学•高二上期末）如图所示，是交流发电机示意图，正方形线圈的匝数N＝50匝，线圈的边长L＝0.6m，正方形线圈所在处的匀强磁场的磁感应强度的大小B＝0.1T，线圈总电阻r＝1.5Ω，外接电阻R＝7.5Ω，线圈以n＝

r/s的转速在磁场中匀速转动。求：
（1）若线圈从中性面开始计时，写出感应电动势随时间变化关系式；
（2）交流电流表和交流电压表的示数；
（3）求线圈从图示位置转过60°时通过电阻的电量是多少？
（4）线圈匀速转动一圈的过程中外力对线圈所做的功是多少？

共享时间:2021-03-01 难度:2

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[考点]

交流发电机及其产生交变电流的原理，正弦式交变电流的函数表达式及推导，

[答案]

（1）若线圈从中性面开始计时，感应电动势随时间变化关系式为e＝360sin200tV；

（2）交流电流表和交流电压表的示数分别为28.3A和211.5V；

（3）线圈从图示位置转过60°时通过电阻的电量是0.1C；

（4）线圈匀速转动一圈的过程中外力对线圈所做的功是226J。

[解析]

解：（1）由题意知：ω＝2πn＝200rad/s
故电动势的最大值：E_m＝nBSω＝nBL²ω＝50×0.1×0.6×0.6×200V＝360V．
若线圈从中性面开始计时，感应电动势随时间变化关系式为e＝360sin200tV
（2）线圈转动产生的感应电动势的有效值为

根据闭合电路的欧姆定律可得I＝

电压表的示数为U＝IR＝28.3×7.5V＝211.5V
（3）通过电阻的电量

＝

＝0.1C
（4）转动一圈所需时间T＝

整个回路上产生的热量为Q＝I²（R+r）t＝28.3²×（7.5+1.5）×0.0314J＝226J，故W_外＝Q＝226J
答：（1）若线圈从中性面开始计时，感应电动势随时间变化关系式为e＝360sin200tV；
（2）交流电流表和交流电压表的示数分别为28.3A和 211.5V；
（3）线圈从图示位置转过60°时通过电阻的电量是0.1C；
（4）线圈匀速转动一圈的过程中外力对线圈所做的功是226J。

[点评]

本题考查了"交流发电机及其产生交变电流的原理，正弦式交变电流的函数表达式及推导，"，属于"必考题"，熟悉题型是解题的关键。

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161397. （2023•西安中学•高二上期末） $德优题库$ 如图所示，一小型发电机内有N=100匝矩形线圈，线圈面积S=100cm²，线圈电阻r=20Ω。在外力作用下矩形线圈在B=0.1T的匀强磁场中，以恒定的转速n=50r/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，发电机线圈两端与R=80Ω的电阻构成闭合回路。从图中所示时刻开始计时，求：
（1）线圈转动时产生感应电流瞬时值的表达式；
（2）线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量q；
（3）线圈转动10s,整个电路产生的焦耳热Q。取π²=10。

共享时间:2023-02-20 难度:2 相似度:2

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（1）求线圈产生的感应电动势的最大值E_m；
（2）从图示位置开始计时，写出感应电流i随时间t变化的表达式；
（3）求线圈从图示位置转90°的过程中，通过线圈导线某截面的电荷量q。

共享时间:2022-05-22 难度:2 相似度:2

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182886. （2018•西安中学•高二上期末）如图所示，线圈abcd的面积是0.05m²，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω．匀强磁场的磁感应强度

，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，问：
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．
（2）线圈转过

时电动势的瞬时值多大？
（3）电路中，电压表和电流表的示数各是多少？
（4）从中性面开始计时，经0.05s通过电阻R的电荷是多少？

共享时间:2018-02-16 难度:3 相似度:1.67

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2021-03-01

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2020-2021学年陕西省西安中学高二（上）期末物理试卷

更新:2021-03-01 03:54浏览量:17

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