Question

一個交流發電機的示意圖如圖示，線圈匝數為N，單匝線圈面積為S，磁感應強度為B，在勻強磁場中以一定的角速度勻速轉動，線圈總電阻為r，負載電阻為R，當開關K斷開時，交流電壓表示數為U，求：
（1）ab間電壓的最大值是多少？
（2）當開關K閉合后，交流電壓表的示數是多少？
（3）求線圈從中性面開始轉過90°角的過程中，通過線圈導線截面的電量．

Answer 1

【答案】分析：（1）當開關K斷開時，交流電壓表示數為U，電動勢的有效值E=U．ab間電壓的最大值等于電動勢的最大值．交流電壓表示數為有效值，正弦交變電流電動勢的最大值為有效值的倍．
（2）當開關K閉合后，求出路端的有效值，即為交流電壓表的示數．
（3）根據法拉第電磁感應定律、歐姆定律和電流的定義式求出線圈從中性面開始轉過90°角的過程中，通過線圈導線截面的電量．
解答：解：
（1）K斷開時，電動勢有效值即為U，ab間電壓的最大值即為電動勢的最大值 E_m=U．
（2）K閉合后，交流電壓表的示數U′=
（3）由，=，q=t得
電量q==   
答：（1）ab間電壓的最大值是U；
    （2）當開關K閉合后，交流電壓表的示數是；
    （3）線圈從中性面開始轉過90°角的過程中，通過線圈導線截面的電量是．
點評：本題考查對正弦交變電流規律的理解和應用能力，其實是電磁感應、電路等規律的具體應用．