Question

【题目】如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝数n=100，线圈的总电阻r=0.20，线圈在磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'匀速转动，角速度=100 rad/s。线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8的定值电阻连接。计算时取3.

（1）当线圈经过中性面时，线圈中感应电动势为零，试说明原因。

（2）从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式；

（3）求此发电机在上述工作状态下的输出功率；

Answer 1

【答案】（1）有效切割速度为零（或磁感应强度变化率为零） （2）e=150sin300t（V）（3）2160W

【解析】

（1）因为当线圈经过中性面时线圈运动方向与磁感线平行，此时有效切割速度为零（或磁感应强度变化率为零），所以线圈中感应电动势为零

（2）线圈产生感应电动势的最大值

从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式

e=150sin300t（V）

（3）线圈中感应电动势的有效值

此发电机在上述工作状态下的输出功率

代入数据解得：P=2160W