Question

（12分）图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴

（12分）图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n =100匝、电阻r =10W，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R =" 90" Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。在t ＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量F随时间t按图15（乙）所示正弦规律变化。 求： (1) 从1.57×10 -2 s到4.71×10 -2 s内通过电阻R上的电量q。(2)电路中交流电压表的示数。(3)线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功W 外 。

Answer 1

（1） ；（2） ；（3）12.56J

试题分析：由法拉第电磁感应定律可知，平均电动势    1分 平均电流      1分 流过R的电量    1分 联立上式得：    1分 （2）线圈转动的角速度    1分 感应电动势最大值  1分 由图可知   1分 回路中的电流的有效值   1分 电压表示数   1分 联立上式得：           1分 （3）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功W 外 =Q 总 =I 2 (R+r)t=12.56J  2分