如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.5T,匝数为n=50 匝的矩形线圈,绕垂直于匀强磁场的转轴OO′匀速转动,

如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.5T,匝数为n=50 匝的矩形线圈,绕垂直于匀强磁场的转轴OO′匀速转动,每匝线圈长为L=25cm,宽为d=20cm.线圈每分钟转动1500转,在匀速转动过程中,从线圈平面经过图示位置时开始计时.

(1)写出交流感应电动势e的瞬时值表达式;
(2)若每匝线圈本身电阻r=0.02Ω,外接一阻值为13Ω的用电器,使线圈与外电路组成闭合电路,写出交流感应电流i的瞬时值表达式;
(3)若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时,感应电动势e′和感应电流i′的瞬时表达式如何?
Supervolcano 1年前 已收到1个回答 举报

abc37670867 幼苗

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解题思路:根据转动的频率求出线圈转动的角速度,结合感应电动势的峰值表达式求出最大值,从而得出感应电动势的瞬时表达式,结合欧姆定律求出感应电流的瞬时表达式.

(1)线圈转动的角速度ω=2πf=2π×
1500
60=50πrad/s,
则感应电动势的最大值Em=nBSω=50×0.5×0.25×0.2×50π=196V,
从图示位置开始计时,e=Emcosωt=196cos(50πt)V.
(2)根据欧姆定律得,im=
Em
R+r=
196
13+0.02×50=14A,
则i=14cos(50πt)A
(3)若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时,即从中性面开始计时,感应电动势和电流的瞬时值分别为e′=196sin(50πt) V,i′=14sin(50πt) A.
答:(1)交流感应电动势e的瞬时值表达式为e=196cos(50πt)V.
(2)交流感应电流i的瞬时值表达式为i=14cos(50πt)A
(3)感应电动势和电流的瞬时值分别为e′=196sin(50πt) V,i′=14sin(50πt) A.

点评:
本题考点: 交流发电机及其产生正弦式电流的原理;正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.

考点点评: 解决本题的关键掌握交流电的峰值表达式和瞬时值表达式,知道从不同的位置开始计时,瞬时表达式不同.

1年前

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