Question

交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈电阻为r，外电路电阻为R，当线圈处于中性面时开始计时，逆时针匀速转动180°过程中，求：

（1）通过R的电荷量q

（2）写出R两端的电压瞬时值的表达式

（3）R上产生的电热Q

（4）外力做的功W

Answer 1

（1）通过电阻R的电荷量

     由闭合电路欧姆定律得，

     由法拉第电磁感应定律得，

    

     联立以上四式得：              （2分）

（2）线圈由中性面开始转动，感应电动势的瞬时值表达式为

     由闭合电路欧姆定律可知，

     电阻R两端的电压

     解以上三式得：      （2分）

（3）感应电动势的最大值为

     感应电动势的有效值为

     由闭合电路欧姆定律可知，

     由焦耳定律可知，，其中

     解以上四式得：            （2分）

（4）线圈匀速转动，外力所做的功等于线圈转动过程中产生的总焦耳热，即

                （2分）