Question

关于一道高中物理电学题

一小型发电机的矩形线圈的匀强磁场中以恒定的角速度w 绕垂直于磁场方向的固定轴转动。线圈匝数n＝100。穿过每匝线圈的磁通量φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r＝5Ω，外电路电阻R＝95Ω。已知感应电动势的最大值Em＝nwφ ，其中φ为穿过每匝线圈磁通量的最大值。求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数。

Answer 1

交流电流表的读数是指电流的有效值。
由已知条件：发电机的总感应电动势的最大值Em＝nωφ
由图象知，交流电的周期是　T＝3.14*10^(-2) 秒，磁通量最大值是φ＝1*10^(-2) 韦伯
那么，ω＝2π / T＝2*3.14 / [3.14*10^(-2)]＝200 弧度 / 秒
所以，Em＝100*200*1*10^(-2)＝200伏特
电动势的有效值是　E＝Em / 根号2＝200 / 根号2＝100*根号2　伏特
电流表的读数是　I＝E / (R＋r)＝（100*根号2）/（95＋5）＝根号2＝1.414安。

Answer 2

由图可以得知φ=o.01wb，w=2π/0.0314s=200转每秒
测我们只能测量到有效值，平均电动势E=Em/√2=100√2
电流I=E/R(总)=√2A