Question

【题目】如图所示，为交流发电机示意图，匝数为匝矩形线圈，边长分别10cm和20cm，内电阻，在磁感应强度的匀强磁场中绕以轴角速度匀速转动，线圈和外电阻为相连接，求：

断开时，电压表示数；

开关S合上时，电压表和电流表示数．

从线圈图示位置逆时针旋转90度，求通过电流表的电量产生的热量Q．

Answer 1

【答案】（1）50V（2）40V，2.0A（3）0.04C，1.78J

【解析】

（1）根据感应电动势最大值，Em=nBSω，并从垂直于中性面开始计时，则可确定电动势的瞬时表达式；
（2）开关闭合时，电流表测量电流的有效值．根据有效值与最大值的关系求出电动势的有效值，根据闭合电路欧姆定律求出电流和路端电压
（3）根据电量表达式，与感应电动势结合，得出q=I△t=n公式，从而可求得．根据Q=I2Rt求解热量；

（1）感应电动势最大值为：Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50V=50V
则S断开时，电压表示数：；

（2）感应电动势有效值为50V．电键S合上后，由闭合电路欧姆定律有：，
U=IR=2×20 V=40 V．
（3）通过电流表的电量q：q=I△t=n=0.04C

产生的热量：