解题思路:先求出最大电动势,电动势的最大值为NBSω,进而写出电压的瞬时表达式,根据闭合电路欧姆定律求解电路的最大值,从而求出有效值,求电荷量用电动势的平均值,电阻消耗的功率利用有效值.
(1)设线圈从中性面开始转动,则线圈中所产生的感应电动势为e=NBSωsinωt=Nφωsinωt(V)
回路中的电流i=[e/R+r]=[Nφωsinωt/R+r],
电流的有效值为I=
Im
2=
2Nφω
2(R+r),
(2)设从磁通量最大转到磁通量最小,时间为△t,通过R的电量q则q=
.
I△t=
N∅
R+r
(3)由能的转化和守恒可知:P外=P电=
e2
r+R=
N2∅2ω2
2(R+r)
答:(1)闭合电路中电流的有效值为
2Nφω
2(R+r);
(2)线圈从磁通量最大转到磁通量最小的过程中,通过R的电量为[N∅/R+r];
(3)外力的功率为
N2∅2ω2
2(R+r).
点评:
本题考点: 交流发电机及其产生正弦式电流的原理;电功、电功率;正弦式电流的图象和三角函数表达式.
考点点评: 本题要注意求电荷量必须用电动势的平均值,求功率要用有效值.