您现浏览的是:高中年级选修2-1高中物理 - 第4章 交变电流 电机
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  • (2012 安徽)图1是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO 轴转动,由线圈引起的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO 转动的金属圈环相连接,金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图2是线圈的主视图,导线ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为L1,bc长度为L2,线圈以恒定角速度ω逆时针转动.(只考虑单匝线圈)
    (2012?安徽)图1是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd可绕...
    (1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1 的表达式;
    (2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时,如图3所示,试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式;
    (3)若线圈电阻为r,求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热.(其它电阻均不计)
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  • 如图所示线圈面积为0.05m2,共100匝,线圈总电阻为r=1Ω,外电阻R=9Ω,线圈处于B=2πT...如图所示线圈面积为0.05m2,共100匝,线圈总电阻为r=1Ω,外电阻R=9Ω,线圈处于B=
    2
    π
    T的匀强磁场中.当线圈绕轴以转速n=300r/min匀速转动时,求:
    (1)若从线圈处于中性面开始计时,写出电动势的瞬时值表达式.
    (2)两电表的示数.
    (3)线圈转过180°的过程中,通过电阻的电荷量.
    (4)线圈匀速转一圈产生的总热量.
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  • (2009 天津)(1)如图1所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动,线框中感应电流的有效值I=
    2
    BSω
    2R
    2
    BSω
    2R
    .线框从中性面开始转过
    π
    2
    的过程中,通过导线横截面的电荷量q=
    BS
    R
    BS
    R

    (2)图2为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的偏电流IR=300μA,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大阻值为10kΩ,电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是
    色,接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=
    5
    5
    kΩ.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较
    变大
    变大
    (填“变大”、“变小”或“不变”).
    (3)如图3所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力和速度.
    ①所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需
    D
    D
    (填字母代号)中的器材.
    A.直流电源、天平及砝码     B.直流电源、毫米刻度尺
    C.交流电源、天平及砝码     D.交流电源、毫米刻度尺
    ②通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.为使图线的斜率等于重力加速度,除作v-t图象外,还可作
    v2
    2
    -h
    v2
    2
    -h
    图象,其纵轴表示的是
    速度平方的二分之一
    速度平方的二分之一
    ,横轴表示的是
    重物下落的高度
    重物下落的高度

    (2009?天津)(1)如图1所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中...
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  • 如图所示,一小型发电机内有n=100匝矩形线圈,线圈面积S=0.10m2,线圈电阻可忽略不计.在外力...如图所示,一小型发电机内有n=100匝矩形线圈,线圈面积S=0.10m2,线圈电阻可忽略不计.在外力作用下矩形线圈在B=0.10T匀强磁场中,以恒定的角速度ω=100π rad/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=100Ω的电阻构成闭合回路.求:
    (1)线圈转动时产生感应电动势的最大值;
    (2)从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量;
    (3)线圈匀速转动10s,电流通过电阻R产生的焦耳热.(计算结果保留二位有效数字)
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  • 如图所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直...如图所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,总电阻r=1.0Ω,所围成矩形的面积S=0.040m2,小灯泡的电阻R=9.0Ω,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nBmS
    T
    cos 
    T
    t,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期,不计灯丝电阻随温度的变化,求:
    (1)线圈中产生感应电动势的最大值;
    (2)小灯泡消耗的电功率;
    (3)在磁感应强度变化的0~
    T
    4
    时间内,通过小灯泡的电荷量.
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  • (2003 北京)曾经流行过一种向自行车车头供电的小型交流发电机,如图1为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc的中点、与ab边平行,它的一端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触,如图2所示.当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线圈在磁极间转动.设线框由N=800匝导线组成,每匝线圈的面积S=20cm2,磁极间的磁场可视为匀强磁场,磁感强度B=0.010T,自行车车轮的半径R1=35cm,小齿轮的半径R2=4.0cm,大齿轮的半径R3=10.0
    cm(如图2).现从静止开始使大齿轮加速转动,问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=3.2V?(假定摩擦小轮与自行车之间无相对滑动)
    (2003?北京)曾经流行过一种向自行车车头供电的小型交流发电机,如图1为其结构示意图.图中N、S是...
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  • 如图,线圈的面积是0.05m2,共100匝,线圈总电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度...如图,线圈的面积是0.05m2,共100匝,线圈总电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度为B=
    1
    π
    T
    ,当线圈以5r/s的转速匀速旋转时,求:
    (1)从图示位置开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
    (2)电路中电压表、电流表的示数各是多少;
    (3)线圈从图示位置开始转动0.05s过程中感应电动势平均值.
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  • 如图所示,线圈 abcd 的面积是0.05m2,共l00匝;线圈电阻为1Ω,外接...如图所示,线圈 abcd 的面积是0.05m2,共l00匝;线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感强度为B=
    1
    π
    T,当线圈以300rad/min 的转速匀速旋转时,求:
    (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
    1
    30
    s 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?
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  • (2013 门头沟区一模)有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示,当汽车减速时,线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速,同时产生电能储存备用.图1中,线圈的匝数为n,ab长度为L1,bc长度为L2.图2是此装置的侧视图,切割处磁场的磁感应强度大小恒为B,有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是900.某次测试时,外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动,电刷M端和N端接电流传感器,电流传感器记录的i-t图象如图3所示(I为已知量),取ab边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻t=0.不计线圈转动轴处的摩擦
    (2013?门头沟区一模)有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示,当汽车减速时,线圈...
    (1)求线圈在图2所示位置时,产生电动势E的大小,并指明电刷M和N哪个接电源正极;
    (2)求闭合电路的总电阻R和外力做功的平均功率P;
    (3)为了能够获得更多的电能,依据所学的物理知识,请你提出改进该装置的三条建议.
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  • 如图甲所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中...如图甲所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连.线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示,其中B0、B1和t1均为已知.在0~t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动.求:
    (1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小;
    (2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
    (3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量.
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