Question

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

 

　　（1）线圈中产生的感应电动势的最大值；

　　（2）若线框从通过中性面时开始计时，写出回路中电流随时间变化的关系式；

　　（3）交流电压表和电流表的读数；

　　（4）此交流发电机的总功率和输出功率．

 

Answer 1

答案：见详解
解析：

矩形线圈在匀强磁场中匀速转动．线圈中产生的是交流电．从线圈过中性面时开始计时，交流电的表达式为正弦函数．电压表和电流表的读数为交流电的有效值． 　　（1）Em=NBSw =NBlablbcw 　　　　　 =50×0.2×0.4×0.2×2pV 　　　Em=160V　w =2pn=200转/秒 　　（2）Im==16A　　i=16sin200tA 　　（3）电压表的读数U=IR，I= 　　所以U=72V电流表读数I=8A 　　（4）发电机的总功率P=IE，E=Em 　　所以P=8××160W=1280W 　　发电机的输出功率等于外电路电阻消耗的电功率．即PR=IU=×W=1152W．