Question

如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为 10cm和20cm，内阻为 5Ω，在磁感应强

如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为 10cm和20cm，内阻为 5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以502 rad/s的角速度匀速转动，线圈通过电刷和外部 20Ω的电阻R相接．求：（1）电键S合上后，电压表和电流表示数；（2）电阻R上所消耗的电功率是多少？

Answer 1

（1）感应电动势最大值E_m=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50

2

 V=50

2

 V  
感应电动势有效值E=

Em

2

=50 V．
电键S合上后，由闭合电路欧姆定律
I=

E

E+r

＝

50

20+5

 A=2.0 A，
U=IR=2×20 V=40 V．
即电流表示数为2A，电压表示数为 40 V．      
（2）电阻R上所消耗的电功率 P=IU=2×40 W=80 W．
答：（1）电键S合上后，电压表的示数为40V，电流表示数为2A；
（2）电阻R上所消耗的电功率是80W．