Question

【題目】如圖所示，一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)，其矩形線圈的長度為l1，寬度為l2，共有n匝，總電阻為r，與線圈兩端相接觸的集流環(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)磁場中繞與磁場方向垂直的對稱軸OO′勻速運(yùn)動(dòng)，沿轉(zhuǎn)軸OO′方向看去，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)沿逆時(shí)針方向，t＝0時(shí)刻線圈平面與磁感線垂直．

(1)表示出線圈經(jīng)過圖示位置時(shí)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向．

(2)寫出線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式．

(3)求線圈從t＝0位置開始到轉(zhuǎn)過90°的過程中的平均電動(dòng)勢．

(4)求線圈從t＝0位置開始到轉(zhuǎn)過60°時(shí)的瞬時(shí)電流．

Answer 1

【答案】(1)自下而上　(2)

(3) 　(4)

【解析】（1）根據(jù)右手定則或楞次定律判斷可知，線圈中的電流方向是badcb，故流過R的電流是自下而上．

（2）從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，且最大感應(yīng)電動(dòng)勢，所以感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為

（3）由法拉第電磁感應(yīng)定律可知：平均電動(dòng)勢。

（4）線圈從開始轉(zhuǎn)過時(shí)，瞬間電流為。