Question

【題目】如圖所示，abcd是交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈， cm， cm，共100匝，它在磁感應(yīng)強(qiáng)度T的勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場的方向的中心軸順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速r/s，線圈的總電阻，外電阻。求：

（1）線圈從圖示位置（磁場與線圈平面垂直）轉(zhuǎn)過周的過程中通過導(dǎo)線截面的電荷量；

（2）理想電壓表的示數(shù)和發(fā)電機(jī)的輸出功率.

Answer 1

【答案】(1) (2) 33.3 V ，

【解析】試題分析：由法拉第電磁感應(yīng)定律求出電動(dòng)勢，求出電流的平均值，由公式可求得電量；由閉合電路歐姆定律得通過電阻的電壓和電流值，根據(jù)即可求出功率。

（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度rad/s，

線圈轉(zhuǎn)過周的過程中，磁通量的變化量Wb

由法拉第電磁感應(yīng)定律得

由閉合電路歐姆定律求得電流

由電流定義式得

聯(lián)立可得：

代入數(shù)據(jù)求得

（2）感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值

有效值：

由閉合電路歐姆定律得通過電阻的電流

由部分電路歐姆定律得電阻兩端的電壓，即理想電壓表示數(shù)為33.3 V

發(fā)電機(jī)的輸出功率即電阻R的熱功率，由上述計(jì)算求得.