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=10，线圈电阻r=5Ω，外电路负载电阻R=5Ω，线圈以10r/s的转速匀速转动．求：

（1）安培表和电压表的读数．
（2）从如图示位置开始经过 秒时感应电动势的瞬时值多大？
（3）从如图所示位置开始转过90°角的过程中的平均感应电动势值多大？

Answer 1

【答案】
（1）解：角速度ω=2πn=20π；

交流电的最大值为：Em=NBSω=10×0.1×0.1×20π=2πv

则有效值：E= = = πV；

电流I= = A

电压表的示数：U=IR= R= = V

答：电压表的示数为 V；电流表示数为 A；

（2）解：电动势瞬时值表达式e=Emcos2πnt，当t= s时，e=π=3.14V

答：如图示位置开始经过 s时感应电动势的瞬时值为3.14V；

（3）解：磁通量的变化量△Φ=BS=1×0.01=0.01Wb；

交流电的周期：T= =0.1s；

线圈转过的角度θ= ；用时t= = s

平均电动势 =n =10× =4V；

答：平均电动势为4V．

【解析】（1）电压表的示数为有效值，根据正弦式交流电的有效值公式及欧姆定律可求得电压表的示数；（2）由最大值可求得瞬时表达式；（3）由法拉第电磁感应定律求出电动势的平均值．
【考点精析】掌握电磁感应现象是解答本题的根本，需要知道电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流．