如图所示为交流发电机示意图.匝数n=100匝的矩形线圈.边长分别为25cm和40cm.内阻为5Ω.在磁感应强度B=1/πT的匀强磁场中绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动.转动开始时线圈平面与磁场方向垂直.线圈通过电刷和外部20Ω的电阻R相接.求:(1)电压表和电流表示数(2)整个电路每分钟产生的热量(3)从计时开始.0.05s内流过电阻R� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图所示为交流发电机示意图，匝数n=100匝的矩形线圈，边长分别为25cm和40cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=1/πT的匀强磁场中绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向垂直，线圈通过电刷和外部20Ω的电阻R相接，求：
（1）电压表和电流表示数
（2）整个电路每分钟产生的热量
（3）从计时开始，0.05s内流过电阻R的电量
（4）如果把电流表换成二极管（单向导电：正向电阻为0，反向电阻∞）请画出电阻R两端电压随时间变化的u_R-t图线．

（1）根据法拉第电磁感应定律，
则有：最大感应电动势，E_m=nBSω=100×

×0.25×0.40×10πV=100V
有效值，E=

=70.7V．
电流表示数为I=

R+r

70.7

20+5

A=2.8A，
电压表示数为U=IR=2.8×20V=56V．
（2）根据焦耳定律，则有：Q=I^2_（R+r）t₁=2.8²×（20+5）×60J=1.2×10⁴J
（3）因t₂=0.05s=

电量q=n

△?

R+r

nBS

R+r

代入数据，解得q=0.13C；
（4）u_R-t图线如下

答：（1）电压表56V和电流表示数2.8A；
（2）整个电路每分钟产生的热量1.2×10⁴J；
（3）从计时开始，0.05s内流过电阻R的电量0.13C；
（4）电阻R两端电压随时间变化的u_R-t图线如上所示．

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如图所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，初始位置线框平面与磁场方向平行，若线框的面积为S，则（　　）

A．初始位置通过线框的磁通量为

B．初始位置通过线框的磁通量为BS

C．当线圈以角速度ω绕OOˊ转过90°过程中，平均感应电动势为

2BωS

D．当线圈以角速度ω绕OOˊ转动到图示位置时的感应电动势为零

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A．只将角速度ω增大1倍

B．只将线圈边长L增大至2L

C．只将线圈匝数增加至2n

D．只将磁感应强度增至2B

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A．当线圈平面与磁感线平行时，线圈中电流强度为零

B．电流有效值I=

NBSω

R+r

C．外力做功的平均功率P=

(NBSω)2

R+r

D．当线圈平面与磁感线平行时开始转动90°过程中，通过电阻的电量为

NBS

R+r

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（1）交变电动势的最大值；
（2）感应电动势的瞬时值表达式；
（3）线圈从图示位置开始转动1min的过程中产生的热量Q．