Question

【题目】如图所示是一个交流发电机的示意图．线框abcd处于匀强磁场中，已知ab=bc=10cm，B=1T，线圈匝数n=100，线圈电阻r=5Ω，外电路负载电阻R=5Ω，线圈以600r/min的转速匀速转动．求：

（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；

（2）从如图示位置开始，感应电动势的瞬时表达式；

（3）从如图示位置开始经1/60秒时，安培表和电压表的读数；

（4）从如图所示位置开始转过90°角的过程中，线圈上产生的热量；

（5）从如图所示位置开始转过90°角的过程中，流过灯泡的电荷量；

（6）线圈转过一周外力所做的功。

Answer 1

【答案】（1）62.8V（2）e=62.8cos 20πt (V)（3）4.44A；22.2V（4）0.5J（5）0.1C（6）19.7J

【解析】（1）感应电动势最大值为；

（2）电动势瞬时值表达式：

（3）电表显示的是有效值，故安培表的读数为，

电压表读数为；

（4）磁通量的变化量；流电的周期： ；

线圈转过的角度；用时

平均电动势；

故线圈上产生的热量为；

（5）设从图示位置开始，转过90°角的过程中的通过电阻R电荷量为q，则： ，又，

解得；

（6）线圈匀速转动一周的过程中，整体回路产生的热量，

联立解得；由能量守恒可知，外力做功；