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

如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻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)转动过程中感应电动势的最大值.
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势.
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势.
(4)交变电压表的示数.
夏花默琳 1年前 已收到1个回答 举报

woshixiaoli_8410 幼苗

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解题思路:(1)先根据Em=NBωS求出最大值,
(2)求出由中性面(线圈平面与磁感线垂直)开始计时的表达式,再求出转过60°角时的瞬时感应电动势;
(2)利用法拉第电磁感应定律,求出平均感应电动势;
(3)电压表测量的是电阻R的电压,根据闭合电路欧姆定律即可求解.

(1)感应电动势的最大值为Em=nBωS=100×0.5×2π×(0.1)2 V=3.14 V
(2)转过60°时的瞬时感应电动势为
e=Emcos 60°=3.14×0.5 V=1.57 V
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势为

.
E=n[△Φ/△t]=n[BSsin60°

1/6T]=100×
0.5×0.1×0.1×

3
2

1


2π=2.6V
(4)电压表示数为外电路电压的有效值
U=

Em

2
R+rR=

3.14

2
4+1×4=1.78V
答:(1)转动过程中感应电动势的最大值为3.14 V.
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势为1.57 V.
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势为2.6V.
(4)交变电压表的示数为1.78V.

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,属于基础题.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.

1年前

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