Question

（本題供教學進度未超前的考生做）

如圖所示為交流發電機示意圖。匝數為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為10cm和20cm，內阻為，在磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以的角速度為速轉動，線圈與外部一阻R=20Ω的電阻相接。從圖示位置開始計時，求：

（1）S斷開時，電壓表示數；

（2）電鍵S合上時，電壓表和電流表示數；

（3）電阻R上所消耗的電功率；

（4）通過電阻R的瞬時電流的表達式。

Answer 1

（1）50V

（2）電流表示數為2A，電壓表示數為40V

（3）80W

（4）

解析:

（1）線圈中感應電動勢最大值

  （2分）

S斷開時，電壓表示數為電流電動勢有效值

  （2分）

（2）電鍵S合上時，由全電路歐姆定律

   （2分）

  （2分）

即電流表示數為2A，電壓表示數為40V。

（3）電阻R上所消耗的電功率  （2分）

（4）由于線圈從與中性面垂直的位置計時，故通過電阻R的瞬時電流

即   （2分）