Question

圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10 Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R=90 Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。在t=0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化。求：

（1）交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢最大值；

（2）電路中交流電壓表的示數(shù)。

Answer 1

解：（1）交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢的最大值E_m=nBSω

而Φ_m=BS、ω=，所以E_m=

由Φt圖線可知：Φ_m=2.0×10^-2 Wb,T=6.28×10^-2 s

所以E_m=200 V。（1分）

（2）電動勢的有效值E= E_m=100 V

由閉合電路的歐姆定律，電路中電流的有效值為I==A

交流電壓表的示數(shù)為U=IR=90V=127 V。