Question

如圖13-1-15所示，一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)，其矩形線圈的長(zhǎng)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(gè)阻值為R的定值電阻，線圈以角速度ω在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱(chēng)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿軸OO′方向看去，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向沿順時(shí)針.

圖13-1-15

（1）在圖中畫(huà)出線圈經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)通過(guò)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(chǎng)方向）開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間，通過(guò)電阻R上的電流的瞬時(shí)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(dòng)T/4的時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量是多少？

Answer 1

解析：（1）通過(guò)R的電流方向自上而下.

（2）當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)t==時(shí)電流的瞬時(shí)值第一次為零.

（3）線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值E_m=nBωS=nBωab

輸出電壓的最大值U_m=E_m

交流電壓表的示數(shù)U=

解得U=.

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

答案：（1）自上而下  （2）  （3）  （4）n