Question

【題目】如圖所示是一個(gè)交流發(fā)電機(jī)的示意圖．線框abcd處于勻強(qiáng)磁場中，已知ab=bc=10cm，B=1T，線圈匝數(shù)n=10，線圈電阻r=5Ω，外電路負(fù)載電阻R=5Ω，線圈以10r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動．求：

（1）安培表和電壓表的讀數(shù)．
（2）從如圖示位置開始經(jīng)過 秒時(shí)感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值多大？
（3）從如圖所示位置開始轉(zhuǎn)過90°角的過程中的平均感應(yīng)電動勢值多大？

Answer 1

【答案】
（1）解：角速度ω=2πn=20π；

交流電的最大值為：Em=NBSω=10×0.1×0.1×20π=2πv

則有效值：E= = = πV；

電流I= = A

電壓表的示數(shù)：U=IR= R= = V

答：電壓表的示數(shù)為 V；電流表示數(shù)為 A；

（2）解：電動勢瞬時(shí)值表達(dá)式e=Emcos2πnt，當(dāng)t= s時(shí)，e=π=3.14V

答：如圖示位置開始經(jīng)過 s時(shí)感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值為3.14V；

（3）解：磁通量的變化量△Φ=BS=1×0.01=0.01Wb；

交流電的周期：T= =0.1s；

線圈轉(zhuǎn)過的角度θ= ；用時(shí)t= = s

平均電動勢 =n =10× =4V；

答：平均電動勢為4V．

【解析】（1）電壓表的示數(shù)為有效值，根據(jù)正弦式交流電的有效值公式及歐姆定律可求得電壓表的示數(shù)；（2）由最大值可求得瞬時(shí)表達(dá)式；（3）由法拉第電磁感應(yīng)定律求出電動勢的平均值．
【考點(diǎn)精析】掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象是解答本題的根本，需要知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果回路閉合，則有感應(yīng)電流，回路不閉合，則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流．