Question

【題目】如圖所示為一交流發(fā)電機的原理示意圖，其中矩形線圈abcd的邊長ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝數(shù)n=100，線圈的總電阻r=0.20，線圈在磁感應強度B=0.050T的勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，角速度=100 rad/s。線圈兩端通過電刷E、F與阻值R=4.8的定值電阻連接。計算時取3.

（1）當線圈經(jīng)過中性面時，線圈中感應電動勢為零，試說明原因。

（2）從線圈經(jīng)過中性面開始計時，寫出線圈中感應電動勢隨時間變化的函數(shù)表達式；

（3）求此發(fā)電機在上述工作狀態(tài)下的輸出功率；

Answer 1

【答案】（1）有效切割速度為零（或磁感應強度變化率為零） （2）e=150sin300t（V）（3）2160W

【解析】

（1）因為當線圈經(jīng)過中性面時線圈運動方向與磁感線平行，此時有效切割速度為零（或磁感應強度變化率為零），所以線圈中感應電動勢為零

（2）線圈產(chǎn)生感應電動勢的最大值

從線圈經(jīng)過中性面開始計時，寫出線圈中感應電動勢隨時間變化的函數(shù)表達式

e=150sin300t（V）

（3）線圈中感應電動勢的有效值

此發(fā)電機在上述工作狀態(tài)下的輸出功率

代入數(shù)據(jù)解得：P=2160W