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

下图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，矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO’轴转动，线圈在转动中保持和外电路电阻R形成闭合电路。已知ab长度为L₁，bc长度为L₂，线圈电阻为r，线圈以恒定角速度ω逆时针转动。（只考虑单匝线圈，不计其他电阻）
求：（1）线圈转动过程中产生的最大感应电动势E_m；

（2）若线圈经过图示位置时开始计时，写出交变电流的瞬时值表达式；
（3）线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上通过的电荷量；

如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，磁场的磁感应强度为B。线圈匝数为n，电阻为r，长为l₁，宽为l₂，转动角速度为ω。线圈两端外接阻值为R的电阻和一个理想交流电流表。求：

（1）线圈转至图示位置时的感应电动势；
（2）电流表的读数；
（3）从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式。

如图所示，矩形线圈边长为ab＝20 cm，bc＝10 cm，匝数N＝100匝，磁场的磁感应强度B＝0.01 T．当线圈以n＝50 r/s的转速从图示位置开始逆时针匀速转动时，求：

(1)线圈中交变电动势瞬时值表达式；
(2)从线圈开始转起动，经0.01 s时感应电动势的瞬时值．

如图所示，矩形线圈abcd 在磁感强度B=" 2T" 的匀强磁场中绕轴OO′，以角速度ω="10" rad/s 匀速转动，线圈共10 匝，ab=0.5m，bc= 0.6m，负载电阻R= 40Ω，线圈电阻r=20Ω,求:

（1）线圈中感应电动势的最大值是多少？
（2）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；
（3）电路中电压表和电流表的示数各是多大？

如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线框，线框的匝数为N，电阻为R，，。线框绕垂直于磁感线的轴OO′以角速度做匀速转动。求：

（1）线框中感应电动势的最大值；
（2）线框中感应电流的有效值。

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=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R =90Ω，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Ф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的最大值；
（2）电路中交流电压表的示数。

如图所示，线框abcd的面积为0.05m²,共100匝，线框电阻为1Ω，外接一个电阻为4Ω小灯泡，匀强磁场的磁感应强度B=1/π（特斯拉）,当线框以300r/min的转速匀速转动时，

（1）若从线框处于中性面开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式；
（2）小灯泡两端电压；

发电机转子是n匝边长为L的正方形线圈，将它置于磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以角速度ω做匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，已知线圈的总电阻为r，外电路的电阻为R。求：

(1)电流的瞬时值表达式；(2)外电路上消耗的功率。

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。

如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图，转动轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮．电枢线圈绕在固定的U形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦交变电流，给车头灯供电．

已知自行车车轮半径r＝35 cm，摩擦小轮半径r₀＝1.00 cm.线圈有n＝800匝，线圈框横截面积S＝20 cm²，总电阻R₁＝40 Ω.旋转磁极的磁感应强度B＝0.010 T，车头灯电阻R₂＝10 Ω.当车轮转动的角速度ω＝8 rad/s时．求：
(1)发电机磁极转动的角速度．
(2)车头灯中电流的有效值．

圆形线圈共100匝，半径为r＝0.1 m，在匀强磁场中绕过直径的轴匀速转动，角速度为ω＝rad/s，电阻为R＝10 Ω，求：

(1)从图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？
(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图所示，B＝0.1 T，以图示位置为t＝0时刻)．

如图所示，线圈的面积是0.05 m²，共100匝，线圈电阻为r =" 1" Ω，外接电阻R =" 9" Ω，匀强磁场的磁感应强度B =T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：

（1）若从中性面开始计时，写出线圈磁通量变化率的瞬时表达式．
（2）电路中电压表和电流表的示数各是多少？
（3）由图示位置转过60°角的过程产生的平均感应电动势为多少？

有一正弦交流电源，电压有效值U＝120 V，频率为f＝50 Hz，向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U₀＝60 V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长．为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？

交变电流电压表达式为u＝20sin(314t) V，求这个交变电压的最大值U_m、有效值U、周期T、频率f.画出交变电流的电压u－t图像．

有两个完全相同的电热器，分别通以如图甲和乙所示的峰值相等的方波交变电流和正弦交变电流．求这两个电热器的电功率之比．