题目内容
如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为 10 cm和20 cm，内阻为 5Ω，在磁感应强度B="0.5" T的匀强磁场中绕OO′轴以50
rad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行,线圈通过电刷和外部 20Ω的电阻R相接.求电键S合上后，
（1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式
（2）电压表和电流表示数；
（3）电阻R上所消耗的电功率是多少？
（4）如保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做的功；
（5）从计时开始，线圈转过
的过程中，通过外电阻R的电量；
（1）50cos50tV（2）40V 2.0 A（3）80 W（4）6.0×103J（5）3.5×10-2c
解析试题分析：（1）感应电动势最大值
Em=nBSω =100×0.5×0.1×0.2×50 V=50 V （2分）
故交变电动势瞬时值的表达式为
e= Em cosωt =50cos50t V （3分）
(2)感应电动势有效值 E=
="50" V. （1分）
电键S合上后，由闭合电路欧姆定律
I=
A="2.0" A， （1分）
U=IR=2×20 V="40" V. （1分）
即电流表示数为 2 A，电压表示数为 40 V。 （2分）
(3) 电阻R上所消耗的电功率 P=IU=2×40 W="80" W. (2分）
(4) W="Q" =I2(R+r) t=22×(20+5) ×60J=6.0×103J （4分）
(5) q=n△φ/(R+r)= nBS sin / (R+r) （3分）
代入数据，解得 q= 3.5×10-2c （1分）
考点：考查了交流电的产生原理
点评：此题首先要能够求出闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的感应电动势的表达式，产生电动式的线圈相当于电源，从而传化为电路的问题，在解题过程中一定要注意，电压表和电流表的示数为有效值，电阻消耗的功率要用有效值去求解．
小学教材全测系列答案
如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为0.1m和0.2m，内阻为 5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以
如图所示为交流发电机示意图，匝数n=100匝的矩形线圈，边长分别为 25cm和40cm，内阻为 5Ω，在磁感应强度B=1/π T的匀强磁场中绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向垂直，线圈通过电刷和外部 20Ω的电阻R相接，求：
如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为 10cm和20cm，内阻为 5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以50
如图所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环、电刷保持与外电路的连接．关于其工作原理，下列说法中正确的是（ ）| A、当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电动势为零 | B、当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量变化率最大 | C、线圈平面转动一周的时间内，线圈中的感应电流方向改变一次 | D、当线圈平面转到与中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流为零 |
如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以