如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长为L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈总电阻r=1Ω,线圈绕

如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长为L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈总电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=2πrad/s,外电路电阻R=4Ω,求:
(1)由图示位置开始计时,感应电动热的表达式?
(2)线圈转动一周外力所做的功;
(3)1个周期内通过R的电荷量为多少?
封住尘香 1年前 已收到1个回答 举报

呀呀可可 幼苗

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解题思路:(1)从图示位置开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式e=NBSωsinωt,由转速求出角速度ω代入解出;
(2)外力对线圈做功的功率等于总电阻产生热量;
(3)1个周期内通过R的电荷量为 Q=[N△φ/R+r].

(1)ω=2πrad/s
感应电动势的最大值Em=nBSω=100×0.5×0.01×2π=πV,
因为从磁通量为零的位置计时,所以感应电动势按余弦规律变化,
e=Emcosωt=πcos2πt V.
(2)一个周期内,通过R的热量Q
有效值E=
π

2V,
一个周期内,通过R的热量Q=
E2
R+r•T=
π2
10 J.
所以线圈转动一周外力所做的功是
π2
10 J.
(3)1个周期内通过R的电荷量为 Q=I•△t=[△Φ/R+r]=0.002C.
答:(1)由图示位置开始计时,感应电动热的表达式是e=πcos2πt V
(2)线圈转动一周外力所做的功是
π2
10 J;
(3)1个周期内通过R的电荷量为0.002C.

点评:
本题考点: 交流的峰值、有效值以及它们的关系.

考点点评: 本题考查了有关交流电描述的基础知识,要能根据题意写出瞬时值的表达式,知道有效值跟峰值的关系,难度不大;线框在匀强磁场中匀速转动,产生正弦式交变电流.而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定,而涉及到耐压值时,则由最大值来确定.而通过某一电量时,则用平均值来求.

1年前

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