Question

如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖，匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈，邊長(zhǎng)分別為10 cm和20 cm，內(nèi)阻為 5 Ω，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以502 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈和外部 20 Ω的電阻R相接.求：

（1）當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)；

（2）當(dāng)電鍵S合上時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)；

（3）通過(guò)電阻R的電流最大值是多少？電阻R上所消耗的電功率是多少？

Answer 1

(1)50 V (2)40 V 2 A (3)2 A 80 W

解析：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值

E_m=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×502 V=50V

當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為電源電動(dòng)勢(shì)有效值E==50 V.

(2)當(dāng)電鍵S合上時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律

I= A=2.0 A

U=IR=2×20 V=40 V

即電流表示數(shù)為2 A,電壓表示數(shù)為40 V.

（3）通過(guò)R中電流的最大值I_m=I=2 A

電阻R上所消耗的電功率P=IU=2×40W=80 W.