Question

2．有一交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r=2Ω，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)能時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示．將阻值為R=8Ω的電阻接到發(fā)電機(jī)上．求：
（1）寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；
（2）已知發(fā)電機(jī)線圈面積S=10cm²，總匝數(shù)n=20匝，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小；
（3）1min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．

Answer 1

分析 （1）由圖象可明確交流電的最大值及周期，則可以得出對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)值表達(dá)式；
（2）由最大值表達(dá)式可列式求解磁感應(yīng)強(qiáng)度；
（3）根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系可求解有效值，再由焦耳定律公式可求得產(chǎn)生的熱量

解答 解：（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為：ω=$\frac{2π}{T}=100π$rad/s
電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為：e=E_msinωt       
代入數(shù)據(jù)得：e=5sin 100πt（V）
（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為：E_m=nBSω    
代入數(shù)據(jù)解得：B=$\frac{5}{2π}$T          
（3）根據(jù)歐姆定律有：I=$\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}（R+r）}$=$\frac{1}{2\sqrt{2}}$A
電阻產(chǎn)生的熱量為：QP=I ²Rt         
代入數(shù)據(jù)解得：Q=60J 
答：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=5sin 100πt（V）；
（2）已知發(fā)電機(jī)線圈面積S=10cm²，總匝數(shù)n=20匝，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為$\frac{5}{2π}$T；
（3）1min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q為60J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查交流電；要注意交流電有效值的求法，以及有效值的應(yīng)用．求電功率、電表示數(shù)等均指有效值．