一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100．穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图甲所示．发电机内阻r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω．已知感应电动势的最大值Emax=nωΦmax，其中Φmax为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求：（1）线圈的角速度ω；（2）感应电动势的最大值Emax；（3）串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数．试题及答案-解答题-云返教育

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一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100．穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图甲所示．发电机内阻r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω．已知感应电动势的最大值E_max=nωΦ_max，其中Φ_max为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求：
（1）线圈的角速度ω；
（2）感应电动势的最大值E_max；
（3）串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数．

试题解答

见解析

解：（1）从Φ-t图线看出T=3.14×10^-2s
由公式，ω=

2π

3.14×10^-2

A=200rad/s，
（2）因Φ_max=1.0×10^-2Wb
根据感应电动势的最大值，E_m=nω?_m=100×200×10^-2 V=200V；
（3）电路中电流最大值，I_m=

E_m

R+r

200

95+5

A=2A
交流电流表读数是交变电流的有效值，即I=

I_max

√2

=1.4A
答：（1）线圈的角速度200 rad/s；
（2）感应电动势的最大值200V；
（3）串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数1.4A．

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选修2-1 人教版解答题高中物理

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