如图甲所示,长、宽分别为L 1 、L 2 的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O 1

如图甲所示,长、宽分别为L 1 、L 2 的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O 1 O 2 转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连.线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示,其中B 0 、B 1 和t 1 均为已知.在0~t 1 的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t 1 时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动.求:
(1)0~t 1 时间内通过电阻R的电流大小;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量.
心香﹄瓣Оοo 1年前 已收到1个回答 举报

永远的常青藤 幼苗

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(1)0~t 1 时间内,线框中的感应电动势 E=n
△φ
△t =
n L 1 L 2 ( B 1 - B 0 )
T 1
根据闭合电路欧姆定律可知,通过电阻R的电流
I=
E
R+r =
n L 1 L 2 ( B 1 - B 0 )
(R+r) t 1
(2)线框产生感应电动势的最大值 E m =

2
2 nB 1 L 1 L 2 ω
感应电动势的有效值E=nB 1 L 1 L 2 ω
通过电阻R的电流 的有效值I=

2 n B 1 L 1 L 2 ω
2(R+r)
线框转动一周所需的时间t=

ω
此过程中,电阻R产生的热量 Q=I 2 Rt=πRω (
n B 1 L 1 L 2
R+r ) 2
(3)线框从图甲所示位置转过90°的过程中,
平均感应电动势
.
E =n
△ φ
△ t =
n B 1 L 1 L 2
△t
平均感应电流
.
I =
n B 1 L 1 L 2
△t(R+r)
通过电阻R的电荷量 q=
.
I △t=
n B 1 L 1 L 2
R+r
答:(1)0~t 1 时间内通过电阻R的电流大小为
n L 1 L 2 ( B 1 - B 0 )
(R+r) t 1 ;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量为πRω (
n B 1 L 1 L 2
R+r ) 2 ;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量为
n B 1 L 1 L 2
R+r .

1年前

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