Question

（本題供教學進度未超前的考生做）（12分）
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）