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
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，电键S合上后。求：
（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；电阻R上所消耗的电功率。
（3）如保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做的功。
．
解：（1）感应电动势最大值：Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50V=50V （2分）
故交变电动势瞬时值的表达式为：e= Emcosωt=50cos50tV （2分）
（2）感应电动势有效值E=
=50V. （2分）
电键S合上后，由闭合电路欧姆定律
I=
A=2A， （1分）
U=IR=2×20V=40V （1分）
即电流表示数为2A，电压表示数为40V。
电阻R上所消耗的电功率P=IU=2×40W=80W （2分）
（3）W=Q=I2(R+r)t=22×(20+5)×60J=6.0×103J （2分）
练习册系列答案
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