Question

如图5-6所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈长度为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，线圈转动方向沿顺时针.求：

图5-6

（1）从图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向;

（2）从图示位置（线圈平面平行于磁场方向）开始计时，经多长时间，通过电阻R上的电流的瞬时值第一次为零;

（3）与电阻并联的交流电压表的示数是多大.

Answer 1

思路解析：(1)图示位置为垂直中性面位置，由右手定则可判定感应电流的方向自上而下流过电阻R.

(2)线圈转动产生感应电流的周期为T=2π/ω,从图示位置开始，过t=T/4=π/2ω第一次出现i=0的情况.

(3)线圈转动时产生感应电动势的最大值为

E_m=nBSω=nBabω

感应电流最大值为

I_m=E_m/(R+r)=nBabω/(R+r)

电阻两端电压的最大值为

U_m=I_mR=nBabωR/(R+r)

交流电压表的示数为

U=U_m/=nBabωR/［ (R+r)］.

答案:(1)电流自上而下流过电阻R  (2)t=T/4=π/2ω(3)U=U_m/=nBabωR/［ (R+r)］