高二物理题（在线等）

这是一道典型的交流发电机发电的的问题
首先要明确N匝线圈的作用相当于一个电源,电压表测的是路端电压,也是电阻R两端的电压,电流表测的是干路的总电流,但是要注意电压表和电流的示数都是电压和电流的有效值,而不是瞬时值,即电压表的读数应该是电压极大值再除以根号2,电流表的读数也一样
(1)角频率ω=2πn=2π×100/π rad/s=200 rad/s
电动势极大值E=NBSω=50×0.2×0.4× 0.2 ×200 V=160 V
电流极大值I=E/(R+r)=160/(1+9)A=16A
电流表读数i=16/ =11.3A
路端电压极大值U=IR=16×9V=144V
电压表读数u=U/ =100V
(2)线圈总电阻上的单位时间的焦耳热,就是功率,电流有效值的平方乘以电阻就行
Q=i×i×1×1J=127.69J
交流发电机的输出功率就是路端电压的有效值乘以电流的有效值,即
p=ui=100×11.3=1130W
(3)线圈转过渡90度,磁通量的变化
ΔΦ=BS-0=0.2×0.4×0.2 Wb=0.016Wb
流过R的电量,根据公式q=ΔΦ/(R+r) =0.016/10 C=0.0016 C
其中公式q=ΔΦ/(R+r)的推导过程如下:
q=it=u/(R+r) *t而u=ΔΦ/t二者联立即可得出上式