问题
选择题
图甲为小型旋转电枢式交流发电机原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO’匀速转动,线圈的匝数n=100,电阻r=10Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表,在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。求:
(1)该发电机旋转的角速度;
(2)交流发电机产生的电动势的最大值;
(3)电路中交流电压表的示数。
答案
(1)100rad/s(2)200V(3)126V
题目分析:(1)电机旋转周期与磁通量变化周期相同则
由图可知
则有
(2)交流发电机产生电动势的最大值
而,,
所以
由Φ-t图线可知:,
所以
(3)电动势的有效值
由闭合电路的欧姆定律,电路中电流的有效值为
交流电压表的示数为
点评:解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式,以及知道峰值与有效值的关系,交流电压表的示数为有效值,求出电动势的有效值,根据闭合电路欧姆定律求出电压表的示数。