人教版高中物理-交流电计算专题

《交流电练习题》（3） 1.发电机转子是匝数n=100、边长L=20cm 的正方形线圈，将其置于磁感应强度B=0.5T 的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π(rad／s)的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈的电阻r=1Ω，外电路电阻R=99Ω.试求：

(1)写出交变电流瞬时值表达式；(2)外电阻上消耗的功率；

(3)从计时开始，线圈转过3

过程中，通过外电阻的电荷量是多少?

2、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 ＝1.0

Ω，所围成矩形的面积S ＝0.04m 2，小灯泡的电阻R ＝9 Ω，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 ＝nB m S

2πT cos 2πT t ，其中B m 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

3．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.5 T ，边长L ＝10 cm 的正方形线圈abcd 共100匝，线圈电阻r ＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R ＝4 Ω，求：

(1)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势；

(2)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；

(3)交流电压表的示数；

(4)线圈转动一周外力所做的功；

4.如图所示，一半径为r ＝10 cm 的圆形线圈共100匝，在磁感应强度B ＝5π2 T 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线OO ′以n ＝600 r/min 的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置时开始计时，

(1)写出线圈内所产生的感应电动势的瞬时值表达式；

(2)求线圈从图示位置经160

s 时的电动势的瞬时值； (3)求线圈从图示位置经160

s 时间内的电动势的平均值．

5.有n=10匝的矩形线圈，每匝都是长50cm ，宽20cm ，线圈总电阻10Ω，在B=2T 的匀强磁场中以角速度ω=50rad／s 旋转.线圈与R=10Ω的外电阻连接，图中的电流表、电压表的接入不影响原电路.求：

(1)流过电阻电流的瞬时表达式(从中性面开始计时)；

(2)电流表、电压表的读数；(3)1min 内产生的热量.

6．如图所示，在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AB 轴转动，已知匀强磁场的磁感

应强度B ＝52π

T ，线框的CD 边长为20 cm ，CE 、DF 长均 为10 cm ，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：

(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；

(2)在e － t 坐标系中作出线框中感应电动势

随时间变化关系的图象．