Question

【题目】如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈的面积为S，匝数为n，线圈的总电阻为r，线圈在磁感强度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。线圈两端通过两个电刷与阻值为R的定值电阻连接。

(1)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；

(2)求此发电机在上述工作状态下的输出功率；

(3)求从线圈经过中性面开始计时，经过周期时间通过电阻R的电荷量。

Answer 1

【答案】（1）e=nBSsint （2）E=，P= （3）q=

【解析】(1)由题可知，最大感应电动势为，所以从线圈经过中性面开始计时，线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式：

；

(2)回路中的电流为

所以电动机的输出功率：；

(3)经过四分之一周期，磁通量变化为：

根据。