问题
问答题
如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r．与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻．线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO'匀速转动，沿转轴OO'方向看去，线圈转动方向沿顺时针．
（1）在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向．
（2）从图示位置（线圈平面平行于磁场方向）开始计时，经多长时间，通过电阻R上的电流的瞬时值第一次为零．
（3）与电阻并联的交流电压表的示数是多少？
答案
（1）由右手定则知，线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向为自上而下．
（2）交流电的周期T=
，从图上位置，经过t=2π ω
=T 4
第一次出现i=0的情况．π 2ω
（3）交流电电动势的最大值：Em=nBSω=nBabω
感应电流的最大值：Im=nBabω R+r
电阻两端电压的最大值为：Um=ImR
电压表的示数为有效值：U=
=Um 2 nBabωR
(R+r)2
答：（1）线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向为自上而下．
（2）从图示位置（线圈平面平行于磁场方向）开始计时，经
时间，通过电阻R上的电流的瞬时值第一次为零．π 2ω
（3）与电阻并联的交流电压表的示数是
．nBabωR
(R+r)2
