交流发电机转子有n匝线圈,每匝线圈所围面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,匀速转动的角速度为ω,线圈内电阻为r,外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过

问题描述:

交流发电机转子有n匝线圈,每匝线圈所围面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,匀速转动的角速度为ω,线圈内电阻为r,外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求:

(1)通过R的电荷量q为多少?
(2)R上产生电热QR为多少?

(1)按照电流的定义I=

q
t
,计算电荷量q应该用电流的平均值:
即q=
.
I
t,
.
I
=
.
E
R+r
=
n△φ
t(R+r)
t=
nBS
t(R+r)
t,
故通过R的电荷量:q=
nBS
R+r

(2)求电热应该用有效值,先求总电热Q,再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR
总电热 Q=I2(R+r)t=
E2
R+r
π
=
(nBSω)2π
2(R+r)2ω
=
πωn2B2S2
4(R+r)

R上产生电热 QR=
R
R+r
Q=
πωn2B2S2R
4(R+r)2

答:(1)通过R的电荷量q为
nBS
R+r

(2)R上产生电热QR
πωn2B2S2R
4(R+r)2