如圖13-1-15所示,一個小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機,其矩形線圈的長度為a,寬度為b,匝數(shù)為n,電阻為r,與線圈兩端相接的集流環(huán)上接有一個阻值為R的定值電阻,線圈以角速度ω在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞與磁場方向垂直的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,沿軸OO′方向看去,線圈轉(zhuǎn)動方向沿順時針.

圖13-1-15

(1)在圖中畫出線圈經(jīng)過圖示位置時通過電阻R上的感應(yīng)電流的方向.

(2)從圖示位置(線圈平面平行于磁場方向)開始計時,經(jīng)多長時間,通過電阻R上的電流的瞬時值第一次為零?

(3)與電阻并聯(lián)的交流電壓表的示數(shù)是多少?

(4)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)動T/4的時間內(nèi)通過電阻R的電荷量是多少?

解析:(1)通過R的電流方向自上而下.

(2)當線圈轉(zhuǎn)動t==時電流的瞬時值第一次為零.

(3)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值Em=nBωS=nBωab

輸出電壓的最大值Um=Em

交流電壓表的示數(shù)U=

解得U=.

(4)轉(zhuǎn)動的時間線圈中磁通量的變化ΔΦ=Bab,此段時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢E=n,平均電流=,通過R的電荷量q=·Δt=n.

答案:(1)自上而下  (2)  (3)  (4)n


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13-1-15

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圖13-1-15

A.Um                           B.             C.           D.

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