Question

【題目】如圖甲所示，線圈abcd的面積是0.02m，共100匝，線圈電阻為r=12Ω，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T，線圈以300r/min 的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。將甲圖中線圈的兩端分別與乙圖最左端的接線柱相連(圖中未連接)，向右邊的電路進(jìn)行供電。變壓器為理想變壓器，電流表和電壓表均為理想交流電表， 為最大值=8Ω的滑動(dòng)變阻器， 為3Ω的定值電阻，S為單刀雙擲開關(guān)。求：

(1)若從線圈從圖示位置開始記時(shí)，寫出線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式?

(2)當(dāng)S與a相連時(shí)，上下移動(dòng)的滑動(dòng)觸頭， 所消耗的最大功率為多少?

(3)當(dāng)S與b相連時(shí)，為使所消耗的功率最大，理想變壓器的匝數(shù)比?

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】試題分析：（1）要知道交流電產(chǎn)生的本質(zhì)，以及形成的電動(dòng)勢的表達(dá)式是什么，

（2）知道電源的最大輸出功率的條件是內(nèi)外電阻相等時(shí)，利用這個(gè)條件結(jié)合電路可以求出題中所問問題；

（1）若從圖示位置計(jì)時(shí)，此時(shí)磁通量最大，電動(dòng)勢為零，由感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式 得：

（2）當(dāng)S與a相連時(shí)，因R1的最大阻值小于電源內(nèi)阻，故當(dāng)R1=8Ω時(shí)R1消耗的功率最大，

（3）接b時(shí)，原線圈兩端的等效電阻為：

當(dāng)時(shí)，R2消耗的功率最大

得：

綜上所述本題答案是：（1） （2） （3）