如图,边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,处在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,线圈的电阻r=1Ω,线圈绕

如图,边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,处在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,线圈的电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′以ω=2π rad/s角速度匀速转动,已知外电路的电阻R=4Ω,从线圈平面与磁感应线平行处记时.求:
(1)转动过程中感应电动势的最大值
(2)写出电流的瞬时表达式.
(3)转过60°角时的瞬时电流值.
(4)转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小.
(5)[1/6]周期内,通过R的电量q
(6)[1/4]周期内,通过R的热量Q
(7)转动过程中,交流电压表的示数.
谍海奇才0012 1年前 已收到1个回答 举报

n6ehsw 幼苗

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解题思路:先根据Em=NBωS求出最大值,再根据最大值与有效值的关系求出有效值;
先写出电动势的瞬时表达式,再带入数据求得瞬时值;
利用法拉第电磁感应定律,求出平均感应电动势;
通过最大值求出有效值,再由焦耳定律求出热量;
线圈由如图位置转过[1/6]周期内,通过R的电量为 q=
.
I
t

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)根据Em=NBωS,
可得感应电动势的最大值:
Em=100×0.5×0.1×0.1×2πv=3.14v
(2)电流的最大值:Im=
Em
R+r=
π
5A,由于线框垂直于中性面开始计时,
所以电流的瞬时表达式:i=
π
5cos2πt(A)
(3)转过60°角时的瞬时电流值表达式为:
i=
π
5cos2πt(A)=
π
5cos
π
3=
π
10A
(4)根据法拉第电磁感应定律可得:
转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小

.
E=n
△∅
△t=n
BSsin60°−0


6ω=300
3BS=2.6V
(5)[1/6]周期内,通过R的电量q
由公式可得:q=
.
It=

.
E
R+r•
T
6=8.66×10−2C
(6)[1/4]周期内,通过R的热量Q
由公式I=

Em

2
R+r与Q=I2Rt
得:Q=0.2J
(7)转动过程中,交流电压表的示数为有效值,
所以U=IR=
π
5
2×4V=1.78v
答:(1)转动过程中感应电动势的最大值3.14V
(2)写出电流的瞬时表达式:i=
π
5cos2πt(A)
(3)转过60°角时的瞬时电流值[π/10A.
(4)转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小2.6V.
(5)
1
6]周期内,通过R的电量q=8.66×10-2C
(6)[1/4]周期内,通过R的热量Q为0.2J;
(7)转动过程中,交流电压表的示数1.78V.

点评:
本题考点: 交流的峰值、有效值以及它们的关系;交流发电机及其产生正弦式电流的原理;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.

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.而通过某一电量时,则用平均值来求.

1年前

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