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，在磁感应强度

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502rad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部20Ω的电阻R相接．求电键S合上后，（1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式（2）从图示位置开始转过60度时回路的感应电流多大；（3）电压表和电流表示数；（4）从计时开始，线圈转过30度的过程中，通过外电阻R的电量．

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
故交变电动势瞬时值的表达式为：
e=E_m cosωt=50

2

cos50

2

t（V）
（2）从图示位置开始转过60度时的瞬时感应电动势：
e=E_m cos60°=50

2

cos60°=25

2

V；
根据欧姆定律，电流的瞬时值为：
i=

e

R+r

=

25 2

20+5

=

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