Question

【題目】如圖所示，為交流發電機示意圖，匝數為n=100匝矩形線圈，邊長分別10cm和20cm，內電阻r=5Ω，在磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′以軸ω= rad/s角速度勻速轉動，線圈和外電阻為R=20Ω相連接，求：

（1）S斷開時，電壓表示數；
（2）開關S合上時，電壓表和電流表示數．

Answer 1

【答案】
（1）解：感應電動勢最大值Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50 V=50 V

感應電動勢有效值E= =50V．

故電壓表的數值為50V；

（2）解：電鍵S合上后，由閉合電路歐姆定律

I= A= =2.0 A，

U=IR=2×20 V=40 V．

【解析】（1）線圈中產生的感應電動勢的最大值表達式為Em=NBSω，開關S斷開時，電壓表測量電源的電動勢的有效值；（2）開關閉合時，電流表測量電流的有效值．根據有效值與最大值的關系求出電動勢的有效值，根據閉合電路歐姆定律求出電流和路端電壓；