Question

【题目】如图所示，abcd是交流发电机的矩形线圈， cm， cm，共100匝，它在磁感应强度T的匀强磁场中绕垂直磁场的方向的中心轴顺时针方向匀速转动，转动的转速r/s，线圈的总电阻，外电阻。求：

（1）线圈从图示位置（磁场与线圈平面垂直）转过周的过程中通过导线截面的电荷量；

（2）理想电压表的示数和发电机的输出功率.

Answer 1

【答案】(1) (2) 33.3 V ，

【解析】试题分析：由法拉第电磁感应定律求出电动势，求出电流的平均值，由公式可求得电量；由闭合电路欧姆定律得通过电阻的电压和电流值，根据即可求出功率。

（1）线圈转动的角速度rad/s，

线圈转过周的过程中，磁通量的变化量Wb

由法拉第电磁感应定律得

由闭合电路欧姆定律求得电流

由电流定义式得

联立可得：

代入数据求得

（2）感应电动势的最大值

有效值：

由闭合电路欧姆定律得通过电阻的电流

由部分电路欧姆定律得电阻两端的电压，即理想电压表示数为33.3 V

发电机的输出功率即电阻R的热功率，由上述计算求得.