Question

【题目】如图所示是一个交流发电机的示意图，线框abcd处于匀强磁场中，已知ab=bc=10cm，匀强磁场的磁感应强度B=1T，线圈的匝数N=100，线圈的总电阻r=5Ω，外电路负载电阻R=5Ω，线圈ω=20rad/s，电表是理想电表，求：

（1）电压表的示数；
（2）负载电阻R上的电功率；
（3）从图示位置开始转90°的过程中通过电阻R的电量；
（4）转动一圈外力至少做多少功．

Answer 1

【答案】
（1）

解：产生的最大感应电动势为：Em=NBSω=100×0.1×0.1×20=20V，

有效值为： V

闭合电路的欧姆定律可知： A，

电压表的示数为：

（2）

解：消耗的功率为：P=I2R=10W

（3）

解：产生的平均感应电动势为：

平均感应电流为： ，

通过电阻R的电量为：

联立解得：q=0.1C

（4）

解：转动一圈用时为： s

根据功能关系，外力做功为：W=Q=I2（R+r）t=2πJ

【解析】电压表显示的是有效值，根据电动势瞬时值表达式可求瞬时值，求电荷量应用平均值．