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

解析:

（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.