Question

如图所示，一个交流发电机线圈共50匝，ab=0.2m，bc=0.1m，总电阻r=10Ω，它在B=0.5T的匀强磁场中从磁通量最大位置开始以100r/s的转速匀速转动，外电路接有R=40Ω的电阻，当线圈转过周期时，求：

（1）线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值；

（2）经过周期时外电阻R上产生的焦耳热Q；

（3）经过周期这段时间内通过外电阻R的电荷量．

Answer

（1）线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值314V；

（2）经过周期时外电阻R上产生的焦耳热1.94J；

（3）经过周期这段时间内通过外电阻R的电荷量0.01C

【解析】

试题分析：（1）电动势的最大值为NBSω，即可求解；

（2）根据感应电动势最大值，再求出有效值，外电阻R上产生的焦耳热是用电动势的有效值；

（3）根据法拉第电磁感应定律，结合q=，即可求电荷量用电动势的平均值．

【解析】
（1）线圈转动的过程中产生的感应电动势的最大值为：

Em=NBSω=50×0.5×0.2×0.1×200πV=314V．

（2）有效值为E===222.1V，

根据焦耳定律，则在R上产生的热量为：Q==（）2×=1.94J．

（3）根据法拉第电磁感应定律：=N，

又因为I=，

则通过R的电荷量为：q=△t=，

解得：q==0.01C．

答：（1）线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值314V；

（2）经过周期时外电阻R上产生的焦耳热1.94J；

（3）经过周期这段时间内通过外电阻R的电荷量0.01C．

【点评】本题要注意求电荷量必须用电动势的平均值，电压表测量的是有效值，而焦耳热也是用有效值．