题目内容
【题目】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，线圈转动沿逆时针方向，t＝0时刻线圈平面如图所示。
（1）写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）求线圈从t＝0位置开始到转过60°时的瞬时电流；
（3）求线圈从t＝0位置开始到转过90°的过程中的流过电阻R的电量；
（4）求图中电压表的读数。
【答案】（1）e＝nBabωcosωt
（2）
（3）
（4）
【解析】
（1）最大感应电动势Em＝nBabω
从垂直于中性面开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式为
（2）线圈从t＝0位置开始到转过60°时的瞬时电动势为
根据欧姆定律可知：
（3）根据电流的定义可知：
（4）感应电动势的有效值
图中电压表的读数：
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