Question

如圖3-1-13所示，一個交流發電機線圈共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的轉速勻速轉動.外電路接有R=40 Ω的電阻.當線圈轉過周期時，求：

圖3-1-13

(1)外電阻R上產生的焦耳熱Q;

(2)這段時間內通過外電阻R的電荷量.

Answer 1

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

解：(1)線圈轉動的過程中產生的感應電動勢的最大值為

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，根據法拉第電磁感應定律=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.