Question

【题目】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 5Ω，在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部 20Ω的电阻R相接。求：

（1）t＝0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；

（2）电键S合上时，电压表和电流表示数；

（3）通过电阻R上所消耗的电功率是多少？

Answer 1

【答案】（1） （2）2 A 40 V （3）80 W

【解析】（1）感应电动势最大值

Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50V=50V

则电动势瞬时值表达式为：e=50cos50t V

（2）电源电动势有效值 E= =50 V.

电键S合上时，由全电路欧姆定律I= A=2.0 A

U=IR=220 V=40 V.

即电流表示数为 2 A，电压表示数为 40 V.

（3）电阻R上所消耗的电功率 P=IU=240 W=80 W.