Question

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10 cm和20 cm，內阻為 5 Ω，在磁感應強度B=0.5 T的勻強磁場中繞OO′軸以502 rad/s的角速度勻速轉動，線圈和外部 20 Ω的電阻R相接.求：

（1）當S斷開時，電壓表的示數；

（2）當電鍵S合上時，電壓表和電流表的示數；

（3）通過電阻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）感應電動勢最大值

E_m=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×502 V=50V

當S斷開時，電壓表的示數為電源電動勢有效值E==50 V.

(2)當電鍵S合上時，根據閉合電路歐姆定律

I= A=2.0 A

U=IR=2×20 V=40 V

即電流表示數為2 A,電壓表示數為40 V.

（3）通過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.