交流發電機可分為“旋轉電樞式”和“旋轉磁極式”兩種。通過旋轉，使線圈磁通量發生變化，磁通量的變化規律決定了該線圈產生的感應電動勢的規律。
（1）如圖為旋轉電樞式發電機的示意圖。兩磁極間的磁場可視為勻強磁場，磁感應強度大小為B。線圈ABCD的面積為S，匝數為N（圖中只畫出了其中的一匝線圈），線圈的總電阻為r。線圈繞軸OO?勻速轉動，角速度為ω。線圈通過滑環和電刷與外電路阻值為R的定值電阻連接。
a.從圖示位置開始計時，寫出線圈中電流瞬時值的表達式；
b.求線圈轉動過程中電阻R的發熱功率。
（2）旋轉電樞式發電機的線圈必須經過裸露的滑環和電刷來保持與外電路的連接，電壓高時可能發生火花放電，因此發電站常采用“旋轉磁極式”發電機。若（1）問中線圈和外電路不變，通過旋轉磁極的方式，使線圈的磁通量隨時間發生變化，規律為Φ=Φ0sin2πTt,式中Φ0為線圈的磁通量的最大值，T為線圈磁通量變化的周期。
a.寫出線圈的電動勢隨時間變化的規律；
b.線圈磁通量從零增至最大的過程，求通過電阻R的電荷量q。
2
π
T
【答案】（1）a.從圖示位置開始計時，線圈中電流瞬時值的表達式為i=sinωt；
b.線圈轉動過程中電阻R的發熱功率為。
（2）a.線圈的電動勢隨時間變化的規律為e=NΦ0cost；
b.線圈磁通量從零增至最大的過程，通過電阻R的電荷量q為。
NBS
ω
R
+
r
b.線圈轉動過程中電阻R的發熱功率為
N
2
B
2
S
2
ω
2
R
2
（
R
+
r
）
2
（2）a.線圈的電動勢隨時間變化的規律為e=NΦ0
2
π
T
2
π
T
b.線圈磁通量從零增至最大的過程，通過電阻R的電荷量q為
N
Φ
0
R
+
r
【解答】
【點評】
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發布：2024/6/17 8:0:9組卷：80引用：1難度：0.6
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