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如圖所示，交流發(fā)電機的矩形線圈abcd中，ab=cd=50cm，bc=ad=30cm，匝數n=100，線圈電阻r=0.2Ω，外電阻R=4.8Ω．線圈在磁感強度B=0.05T的勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸OO′勻速轉動，轉速n=50r/s．求：
（1）產生感應電動勢的最大值；
（2）若從圖示位置開始計時，寫出感應電流隨時間變化的函數表達式；
（3）發(fā)電機輸出功率．
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（1）根據角速度與轉速的關系得：ω=2πn=100πrad/s
感應電動勢的最大值為：Em=nBSω=100×0.05×0.5×0.3×100πV=75πV≈235.5V
（2）根據閉合電路歐姆定律得：電流的最大值Im=
Em
R+r
=
75π
5
=15π≈47.1 (A)
感應電流的瞬時表達式為：i=Imcosωt
所以電流的瞬時表達式為：i=15πcos（100πt）A=47.1cos（100πt）A                
（3）電流的有效值為：I=
2
2
Im=
2
2
×15π =
15
2
π
2
(A)
所以發(fā)電機輸出功率P=I2R=(
15
2
π
2
)2×4.8=540π2W≈5324W
答：（1）產生感應電動勢的最大值為235.5V；
（2）若從圖示位置開始計時，寫出感應電流隨時間變化的函數表達式為i═47.1cos（100πt）A；
（3）發(fā)電機輸出功率為5324W．
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?東城區(qū)一模）如圖所示，交流發(fā)電機線圈的面積為 0.05m2，共100匝．該線圈在磁感應強度為
1
π
T的勻強磁場中，以10πrad/s的角速度勻速轉動，電阻R1和R2的阻值均為50Ω，線圈的內阻忽略不計，若從圖示位置開始計時，則（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為 10cm和20cm，內阻為 5Ω，在磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以50
2
 rad/s的角速度勻速轉動，線圈通過電刷和外部 20Ω的電阻R相接．求：
（1）電鍵S合上后，電壓表和電流表示數；
（2）電阻R上所消耗的電功率是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，交流發(fā)電機的矩形線圈abcd中，已知線圈面積為0.01m2，匝數n=100匝，線圈電阻r=2Ω，外電阻R=8Ω，電流表和電壓表對電路的影響忽略不計．線圈在磁感強度B=
2π
T的勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸OO’勻速轉動，角速度ω=10πrad/s．求
（1）交流電壓表的讀數為多少？
（2）發(fā)電機的輸出功率和發(fā)電總功率為多少？
（3）從圖示位置起（線圈平面平行于磁場方向），轉過90°過程中，線圈上產生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，交流發(fā)電機線圈的面積為0.05m2，共200匝，在磁感應強度B為
1
π
T的勻強磁場中，以10πrad/s的角速度勻速轉動，電阻R的阻值為25Ω，線圈的總電阻為25Ω，若從圖示位置開始計時，則（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網如圖所示，交流發(fā)電機的矩形線圈邊長為ab=cd=0.4m，ac=bd=0.2m，線圈匝數為50匝，線圈電阻r=1Ω，線圈在磁感應強度B=0.2T的均強磁場中繞垂直磁場的轉軸以
100
π
轉/秒的轉速勻速轉動，外接電阻R=9Ω，則（　�。�
A、垂直紙面向里看，圖中時刻線圈中感應電流方向為逆時針
B、感應電流的周期為
π
100
s
C、圖中電壓表讀數為144V
D、電阻R上消耗的電功率為2304W

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