如图所示,交流发电机的矩形线圈abcd中,ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100,线圈电阻r=0.2

如图所示,交流发电机的矩形线圈abcd中,ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100,线圈电阻r=0.2Ω,外电阻R=4.8Ω.线圈在磁感强度B=0.05T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动,转速n=50r/s.求:
(1)产生感应电动势的最大值;
(2)若从图示位置开始计时,写出感应电流随时间变化的函数表达式;
(3)发电机输出功率.
LAIJIANXIN 1年前 已收到1个回答 举报

太平洋海岸hk 幼苗

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解题思路:(1)先求出角速度,再根据Em=nBSω求出最大电动势;
(2)先根据闭合电路欧姆定律求出电流的最大值,再根据感应电流与感应电动势的瞬时值表达式的关系即可求解;
(3)先求出电流的有效值,根据功率公式P=I2R求解.

(1)根据角速度与转速的关系得:ω=2πn=100πrad/s
感应电动势的最大值为:Em=nBSω=100×0.05×0.5×0.3×100πV=75πV≈235.5V
(2)根据闭合电路欧姆定律得:电流的最大值Im=
Em
R+r=
75π
5=15π≈47.1 (A)
感应电流的瞬时表达式为:i=Imcosωt
所以电流的瞬时表达式为:i=15πcos(100πt)A=47.1cos(100πt)A
(3)电流的有效值为:I=

2
2Im=

2
2×15π =
15

2(A)
所以发电机输出功率P=I2R=(
15

2)2×4.8=540π2W≈5324W
答:(1)产生感应电动势的最大值为235.5V;
(2)若从图示位置开始计时,写出感应电流随时间变化的函数表达式为i═47.1cos(100πt)A;
(3)发电机输出功率为5324W.

点评:
本题考点: 交流的峰值、有效值以及它们的关系;电功、电功率;正弦式电流的图象和三角函数表达式.

考点点评: 解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSω,以及知道峰值与有效值的关系.

1年前

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