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

(17分)如图13所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：
(1)从图示位置起转过1/4转的时间内负载电阻R上产生的
热量；
(2)从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电
荷量；
(3)电流表的示数．

如图所示，N=50匝的矩形线圈abcd，ab边长为，ad边长，放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以n=3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外，cd边转入纸内。

（1）写出感应电动势的瞬时表达式；
（2）线圈转一圈外力做功多少？
（3）从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量是多少？

发电机转子是边长为0.2m的正方形，线圈匝数为100匝，内阻8欧，初始位置如图所示，以ad、bc中点连线为轴用600转/分的转速在特斯拉的匀强磁场中转动，， 灯泡电阻为24欧，则：

（1）从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值方程。
（2） 灯泡的实际消耗功率为多大?
（3）从图示位置开始经过0.15s灯泡中产生的热量为多少？通过灯泡的电量为多少？

如图所示，矩形线圈abcd在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中绕轴OO′以角速度ω＝10π rad/s匀速转动，线圈共10匝，线圈电阻r＝5 Ω，ab＝0.3 m，bc＝0.6 m，负载电阻R＝45 Ω。求：
(1)写出从图示位置开始计时线框中感应电动势的瞬时值表达式；

(2)电阻R在0.05 s内产生的热量；

如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r。与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻。线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO'匀速转动，沿转轴OO'方向看去，线圈转动方向沿顺时针。

(1)在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向。                                                            
(2)从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时，经多长时间，通过电阻R上的电流的瞬时值第一次为零。
(3)与电阻并联的交流电压表的示数是多少?

(10分)如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m²，共100匝，线圈电阻为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．
(2)线圈转过s时，电动势的瞬时值多大？
(3)电路中电压表和电流表的示数各是多少？

一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R.
(1)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？
(2)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大？
(3)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？
(4)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R的电量是多少？

如图所示，匀强磁场的磁感应强度，边长L=10cm的正方形线圈共100匝，此线圈电阻，线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，角速度为，外电路电阻，求：

（1）转动过程中感应电动势的最大值。
（2）交流电压表的示数。

如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω。求：

（1）写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；
（2）转动过程中穿过线圈的最大磁通量：
（3）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功。

旋转电枢式发电机的转子在正常运转时，产生的电动势瞬时值为e=220sin314t V．如果由于某种原因，它的转速变慢，用电压表测得此时发电机两端的电压为176 V，若此时发电机正在向一盏标有“220 V、100 W”的灯泡供电，在不计发电机内电阻的情况下，试求：
（1）该灯泡的实际功率为多大？
（2）这台发电机的转速比原来正常时转速慢了几分之一？

如图所示，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积为S，匝数为n，线圈电阻为r，外电阻为R。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动，角速度为。若图中的电压表、电流表均为理想交流电表，求：

（1）此交流发电机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）交流电压表和交流电流表的示数；

如图所示为交流发电机示意图，匝数为匝的矩形线圈，边长分别为l0cm和20cm，内阻为5，在磁感强度B=0.5T的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20电阻R相接，求：

（1）S断开时，电压表示数；
（2）S闭合时，电流表示数；
（3）发电机正常工作时，通过电阻R的电流最大值是多少？R上所消耗的电功率是多少？
（4）线圈从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电量为多少？

下图甲所示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匝、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按下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9所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，已知线圈面积为0.01m²，匝数100匝，线圈电阻r =2Ω，外电阻R =8Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计。线圈在磁感强度B=2/（T）的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动，角速度ω=10πrad/s。若线圈经图示位置时开始计时（线圈平面平行于磁场方向），

（1）写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式；
（2）从图示位置起转过90°过程中，通过电阻R的电量
（3）从图示位置起转过90°过程中，线圈上产生的焦耳热

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；