Question

（本题供教学进度未超前的考生做）（12分）

如图所示为交流发电机示意图。匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度为速转动，线圈与外部一阻R=20Ω的电阻相接。从图示位置开始计时，求：

（1）S断开时，电压表示数；

（2）电键S合上时，电压表和电流表示数；

（3）电阻R上所消耗的电功率；

（4）通过电阻R的瞬时电流的表达式。

 

Answer 1

（1）50V

（2）电流表示数为2A，电压表示数为40V

（3）80W

（4）

解析:

（1）线圈中感应电动势最大值

  （2分）

S断开时，电压表示数为电流电动势有效值

  （2分）

（2）电键S合上时，由全电路欧姆定律

   （2分）

  （2分）

即电流表示数为2A，电压表示数为40V。

（3）电阻R上所消耗的电功率  （2分）

（4）由于线圈从与中性面垂直的位置计时，故通过电阻R的瞬时电流

即   （2分）