如图(*)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...
问题详情:
如图(*)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=10、电阻
r=1 Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=99 Ω,与R并联的交流电压表为理想电表。在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图(乙)所示正弦规律变化。求:
(1)交流发电机产生的电动势的最大值;
(2)电路中交流电压表的示数;
(3)试推导线圈在中*面开始计时该交流发电机产生的电动势的瞬时值表达式。
【回答】
(1)20 V (2)9.9 V
(3)e=20sin100t(V)
【解析】(1)交流发电机产生的电动势的最大值为:Em=nBSω
而Φm=BS,ω=,所以Em=
由Φ-t图线可知:
Φm=2.0×10-2 Wb,T=6.28×10-2s
所以Em=20 V
(2)电动势的有效值:E=Em=10 V
由闭合电路的欧姆定律,电路中电流的有效值为:I== A
交流电压表的示数为:U=IR=×99 V=9.9 V
(3)线圈在中*面开始计时,线圈中感应电动势瞬时值的表达式
e=Emsinωt=20sin100t(V)。
知识点:交变电流
题型:计算题
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