Question

图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=

Answer 1

解题思路：（1）交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω，根据Φ-t图线得出周期T以及磁通量的最大值Φ=BS．从而求出感应电动势的最大值．再根据瞬时值的表达式求得结果；（2）交流电压表的示数为有效值，求出电动势的有效值，使用闭合电路的欧姆定律求得电流，最后代入公式P=I2 R即可．

（1）交流发电机产生电动势的最大值

E_m=nBSω

而Φ_m=BS，ω=[2π/T]，

所以Em＝

2nπΦm

T

由Φ-t图线可知：Φ_m=2.0×10^-2Wb，

T=6.28×10^-2s

所以E_m=200 V．

交流电瞬时值的表达式：e=E_msinωt

转过时间t=[T/6]（T为周期）时电动势的瞬时值E1＝Emsin

2π

6＝100V

（2）电阻R上消耗的电功率P＝I2R＝(

E

2

R+r)2R＝180W

答：（1）100V （2）180W

点评：

本题考点： 交流发电机及其产生正弦式电流的原理；电功、电功率．

考点点评： 解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSω，以及知道峰值与有效值的关系．