Question

如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為0.1m和0.2m，內(nèi)阻為 5Ω，在磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動開始時線圈平面與磁場方向平行,線圈通過電刷和外部 20Ω的電阻R相接、求

（1）寫出線圈內(nèi)產(chǎn)生的交變電動勢瞬時值的表達式

（2）電阻R上所消耗的電功率是多少

（3）如果保持轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動，外力每分鐘需要對轉(zhuǎn)子所做的功；

（4）從計時開始，線圈轉(zhuǎn)過的過程中，通過外電阻R的電荷量

 

Answer 1

解：（1）w=2πn=50 rad/s………………………………………1分

     感應電動勢最大值Em=nBSW=100×0.5×0.1×0.2×50=50V…1分

     交變電動勢瞬時值表達式e=Em coswt=50cos50t V…………… 1分

   （2）感應電動勢有效值E==50V………………………………………1分

       設(shè)流過電阻R電流為I，I==A=2A……………………1分

       電阻R上消耗功率P=I2R=2×2×20W=80W…………………………1分

   （3）外力對轉(zhuǎn)子所做的功全部轉(zhuǎn)化為熱量

      即W=Q=I2（R+r）t=2×2×（20+5）×60J=6×103J………………2分

（4）Q=It==………………………………………………1分

    線圈轉(zhuǎn)過π/3的過程中，△S=Ssinπ/3

    則Q==C=3.5×10－2C…………2分

解析:略