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 10 cm和20 cm，内阻为 5Ω，在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以50 rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部 20Ω的电阻R相接。求：

（1）S断开时，电压表示数；

（2）电键S合上时，电压表和电流表示数；

（3）通过电阻R的电流最大值是多少？

（4）电阻R上所消耗的电功率是多少？

Answer

（1）50V（2）电流表示数为 2 A，电压表示数为40V（3）2A（4）80W

【解析】

试题分析：（1）感应电动势最大值

Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50 V=50 V （2分）

S断开时，电压表示数为电源电动势有效值 E==50 V. （2分）

（2）电键S合上时，由全电路欧姆定律

I= A=2.0 A，（2分）

U=IR=2×20 V=40 V. （2分）

即电流表示数为 2 A，电压表示数为 40 V.

（3）通过R中电流的最大值 Im=I=2 A.（2分）

（4）电阻R上所消耗的电功率 P=IU=2×40 W=80 W. （2分）

考点：考查了交流电最大值有效值、电功率的计算，闭合回路欧姆定律的应用