Question

如圖3-1-13所示，一個交流發(fā)電機線圈共50匝，ab=0.2 m，bc=0.1 m，總電阻r=10 Ω，它在B=0.5T的勻強磁場中從磁通量最大位置開始以100 r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動.外電路接有R=40 Ω的電阻.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過周期時，求：

圖3-1-13

(1)外電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q;

(2)這段時間內(nèi)通過外電阻R的電荷量.

Answer 1

解析：外電阻R和發(fā)電機形成閉合回路，應(yīng)該利用交變電流的有效值求電阻R上產(chǎn)生的熱量，求通過外電阻R的電荷量應(yīng)當(dāng)利用電流的平均值，由法拉第電磁感應(yīng)定律可求出平均電動勢，進而求出平均電量.

解：(1)線圈轉(zhuǎn)動的過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為

E_m=NBSω=50×0.5×0.2×0.1×200π=314 V

有效值為E==222.1 V

在R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=()²Rt=1.94 J.

(2)求通過R上的電荷量要用平均值，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律=N，，通過R上的電荷量為q=

其中ΔΦ=BS，Δt=，上述方程解得：q=0.01 C.