如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO’轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈匝数n=40匝,ab边长l1=0.5m,bc

如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO’轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈匝数n=40匝,ab边长l1=0.5m,bc边长l2=0.4m,线圈总电阻r=1Ω.线圈转动的角速度ω=100rad/s,磁场的磁感应强度B=0.2T.线圈两端外接R=9Ω的电阻和一个理想交流电流表.
求:(1)从图示位置开始计时,闭合电路中电流随时间变化的函数表达式;
(2)电流表的示数;
(3)电阻R上消耗的电功率.
郁闷的小螃蟹 1年前 已收到1个回答 举报

yipianyun376 幼苗

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解题思路:(1)先求出最大电动势,写出电压的瞬时表达式,再根据闭合电路欧姆定律求出电流的瞬时表达式;
(2)电流表测量的是有效值;
(3)根据功率公式P=I2R即可求解.

(1)线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为Em=nBSω=40×0.5×0.2×0.4×100V=160V
从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时值为:e=160cos100t
所以电流的瞬时表达式为:i=
Em
R+rcosωt=
160
9+1cos100t=16cos100t(A)
(2)电流表测量的是有效值,
所以电流表的示数为:I=
Im

2=
16

2=8
2A
(3)根据功率公式得:P=I2R=1152W
答:(1)从图示位置开始计时,闭合电路中电流随时间变化的函数表达式为i=16cos100t(A);
(2)电流表的示数为8
2A;
(3)电阻R上消耗的电功率为1152W.

点评:
本题考点: 正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率;电功、电功率.

考点点评: 本题考查交变电流最大值、有效值的理解和应用的能力,对于交流电表的测量值、计算交流电功率、电功等都用到有效值.

1年前

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