Question

如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为10 cm和20 cm，内阻为 5 Ω，在磁感应强度B="0.5" T的匀强磁场中绕OO′轴以502 rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部 20 Ω的电阻R相接.求：

（1）当S断开时，电压表的示数；
（2）当电键S合上时，电压表和电流表的示数；
（3）通过电阻R的电流最大值是多少？电阻R上所消耗的电功率是多少？

Answer 1

(1)50 V (2)40 V 2 A (3)2 A 80 W

（1）感应电动势最大值
E_m=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×502 V=50V
当S断开时，电压表的示数为电源电动势有效值E=="50" V.
(2)当电键S合上时，根据闭合电路欧姆定律
I= A="2.0" A
U=IR=2×20 V="40" V
即电流表示数为2 A,电压表示数为40 V.
（3）通过R中电流的最大值I_m=I=2 A
电阻R上所消耗的电功率P=IU=2×40W="80" W.