题目内容
【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,匀强磁场的磁感应强度B=1T,线圈的匝数N=100,线圈的总电阻r=5Ω,外电路负载电阻R=5Ω,线圈ω=20rad/s,电表是理想电表,求:
(1)电压表的示数;
(2)负载电阻R上的电功率;
(3)从图示位置开始转90°的过程中通过电阻R的电量;
(4)转动一圈外力至少做多少功.
【答案】
(1)
解:产生的最大感应电动势为:Em=NBSω=100×0.1×0.1×20=20V,
有效值为: V
闭合电路的欧姆定律可知: A,
电压表的示数为:
(2)
解:消耗的功率为:P=I2R=10W
(3)
解:产生的平均感应电动势为:
平均感应电流为: ,
通过电阻R的电量为:
联立解得:q=0.1C
(4)
解:转动一圈用时为: s
根据功能关系,外力做功为:W=Q=I2(R+r)t=2πJ
【解析】电压表显示的是有效值,根据电动势瞬时值表达式可求瞬时值,求电荷量应用平均值.
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