Question

如图所示为交流发电机示意图,匝数为匝的矩形线圈,边长分别为和,内阻为,在磁感应强度的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速转动,线圈和外部的电阻相接.求：

（1）断开时,电压表示数；
（2）电键合上时,电压表和电流表示数；
（3）通过电阻的电流最大值是多少？电阻上所消耗的电功率是多少?

Answer 1

（1）50 V（2）40 V. （3）80 W

试题分析：（1）感应电动势最大值E_m=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50 V=50 V
S断开时,电压表示数为电源电动势有效值E=="50" V.
(2)电键S合上时,由全电路欧姆定律I= A="2.0" A,U="IR=2×20" V="40" V.
即电流表示数为 2 A,电压表示数为 40 V.
（3）通过R中电流的最大值 I_m=I=2 A.
电阻R上所消耗的电功率 P="IU=2×40" W="80" W
点评：本题难度较小，当线圈与磁场方向平行时感应电动势最大，最大值为nBSω，掌握交流电有效值和峰值的关系，把本题转化为电路问题处理第二问比较方便