题目
如图所示为教学用交流发电机模型示意图。已知AB长度为L1 , BC长度为L2 , 线圈以恒定转速n逆时针转动,匀强磁场磁感应强度为B,线圈匝数及电阻分别为N、r,外接电阻为R,线圈平面处于中性面位置时开始计时,求:
(1)
线圈转动角速度及t时刻线圈产生感应电动势e1的表达式;
(2)
线圈转过过程中通过线圈的电荷量q;
(3)
线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热Q。
答案: 解:线圈转动角速度ω=2πn则感应电动势的最大值Em=NBSω=2NBπnL1L2所以线圈产生感应电动势表达式为e1=2NBπnL1L2sin2πnt
解:由题意电荷量为q=I¯Δt=E¯R+rΔt=NΔΦΔtR+r⋅Δt=NΔΦR+r=NBL1L2R+r
解:感应电动势的有效值E=Em2=2NBπnL1L2所以线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热为Q=(ER+r)2RT=2N2B2π2L12L22nR(R+r)2