高中物理正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率计算题

如图所示，把电压最大值为100V的交流电和电压为100V的直流电，分别加在两个完全相同的灯泡上，若后者灯泡正常发光，则前者的灯泡能否正常发光？若不能正常发光，其功率为后者功率的多少倍？

矩形线圈abcd的匝数为N=50匝，线圈ab的边长为l₁=0.2m，bc的边长为l₂=0.25m，在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动，转动的角速度ω=100rad/s，若线圈自身电阻为r=1Ω，负载电阻R=9Ω。试求：
（1）穿过线圈平面的最大磁通量Φ_m；
（2）线圈平面与磁感线平行时，感应电动势e的大小；
（3）1min时间内电阻R上产生的焦耳热Q的大小。

一个直流电动机的内电阻，与R=8的电阻串联接在线圈上，如图所示。已知线圈面积为m²，共100匝，线圈的电阻为2欧，线圈在T的匀强磁场中绕O以转速n=600r/min匀速转动时，在合上开关S后电动机正常工作时，电压表的示数为100V，求电动机正常工作时的输出功率。

如图所示为交流发电机的示意图，矩形线圈的匝数N＝50匝，每匝线圈的边长L_ab＝0.4 m，L_bc＝0.2 m，矩形线圈所在处的匀强磁场的磁感应强度B＝0.2 T，线圈总电阻r＝1 Ω，外接电阻R＝9 Ω，线圈以n＝ π/100  r/s的转速在磁场中匀速转动，求：

若从线框过中性面开始计时，写出回路中的电流随时间变化的关系式．
交流电流表和交流电压表的读数．
此交流发电机的总功率和输出功率．
线圈从图示位置转过θ＝90°的过程中通过电阻R的电荷量

如图所示，匀强磁场竖直向下，大小为B，正方形边长为L的刚性金属框，ab边质量为m，其它边质量不计，总电阻为R，绕cd边可无摩擦转动，现从水平静止释放，经时间ts时ab边恰好以v第一次通过最低点，
求:

ab棒转到最低点时棒中的电流大小和方向
在ts时间内金属框中产生感应电流平均值和流过ab棒截面电量
在ts时间内金属框中产生感应电流有效值。

一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如下图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，则外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如下图乙所示。
求：
电压表的示数；
发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热；
若发电机是单匝线圈，通过线圈的最大磁通量。

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，线圈电阻为1Ω。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 =9Ω的电阻构成闭合回路。求
线圈转动时产生感应电动势的最大值
从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90º角的过程中通过电阻R横截面的电荷量
写出电阻R两端电压瞬时值的表示式（当线圈平面与磁场垂直时开始计时）
线圈匀速转动10s，电流通过电阻R产生的焦耳热（π²=10）

图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻 r="10" Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R="90" Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量φ随时间t按图（乙）所示正弦规律变化．求：

（1）交流发电机产生的电动势最大值；
（2）电路中交流电压表的示数。

．．(15分)如图甲所示，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，电阻r＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S＝0.040 m²，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁场的磁感应强度按如图12乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝nB_mScos(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)线圈中产生的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～的时间内，通过小灯泡的电荷量．

图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻 r="10" Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R="90" Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量φ随时间t按图（乙）所示正弦规律变化．求：

（1）交流发电机产生的电动势最大值；
（2）电路中交流电压表的示数。

交流发电机电枢电阻为2欧，感应电动势瞬时值表达式为e=311sin100πt（V），给电阻R=8Ω的用电器供电，则
　　（1）电源输出功率和发电总功率为多少？
　　（2）发电机输出端电压为多少？

一个交流发电机的示意图如图示，线圈匝数为N,单匝线圈面积为S,磁感应强度为B,在匀强磁场中以一定的角速度匀速转动，线圈总电阻为r，负载电阻为R，当开关K断开时，交流电压表示数为U，求：

(1)ab间电压的最大值是多少？
(2)当开关K闭合后，交流电压表的示数是多少？
(3)求线圈从中性面开始转过90°角的过程中，通过线圈导线截面的电量。

如图所示， n=50匝的矩形线圈abcd，边长ab=20cm，bc=25cm，放在磁感强度B=0.4T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO’轴匀速转动，转动角速度ω=50rad/s，线圈的总电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω。试求：

（1）线圈在图示位置（线圈平面与磁感线平行）时，感应电动势的大小。
（2）线圈从图示位置转动90°过程中通过电阻R的电量。
（3）1min时间内电阻R上产生的热量。

矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转动的角速度为π/3（rad/s），在转动过程中穿过线圈磁通量的最大值为0.03Wb，则：
（1）线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？
（2）当线圈平面与中性面夹角为π/3时，感应电动势为多少？

如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0．5 T，边长L=10cm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00^/匀速转动，角速度ω=20πrad／s，外电路电阻R="4" Ω．求：

（1）转动过程中感应电动势的最大值；
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60⁰角时的瞬时感应电动势；
（3）由图示位置转过60⁰角的过程中产生的平均感应电动势；
（4）交流电压表的示数。（本题结果保留三位有效数）