如图所示的是一个匝数n=10的线圈在匀强磁场中沿垂直于磁场方向的固定轴转动时,通过线圈平面的磁通量随时间变化的...
问题详情:
如图所示的是一个匝数n=10的线圈在匀强磁场中沿垂直于磁场方向的固定轴转动时,通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像.根据图像回答下列问题:
(1)关于线圈中的感应电动势,以下说法正确的是 ( ).
A.在t1=0.1 s时,线圈中的感应电动势最大
B.在t2=0.2 s时,线圈中的感应电动势最大
C.在t3=0.3 s时,线圈中的感应电动势改变方向
D.在t4=0.4 s时,线圈中的感应电动势改变方向
(2)线圈中的最大感应电动势多大?
(3)在t1=0.1 s时刻和t2=0.2 s时刻,线圈中磁通量的变化率各是多少?
(4)设t=0时感应电动势为正值,画出感应电动势随时间变化的图像,并写出感应电动势
的瞬时值表达式.
【回答】
解析 (1)由图像可知,在t1=0.1 s时刻,线圈中的磁通量最大,线圈转到中*面,感应
电动势为零,在t2=0.2 s时刻,线圈中的磁通量为零,线圈平面跟磁场平行,感应电动
势最大,A错、B对;在t3=0.3 s时刻,线圈中磁通量又达到最大值,感应电动势为零,
方向发生改变,t4=0.4 s时刻前后,线圈中的感应电动势的方向不变,C对、D错.
(2)由图像可知,Φm=BS=0.2 Wb,线圈转动的周期T=0.4 s,线圈转动的角速度ω=
=5π rad/s.
线圈中的最大感应电动势
Em=nBSω=10×0.2×5π V=10π V.
(3)在t1=0.1 s时刻,
线圈中磁通量的变化率为0.t2=0.2 s时刻,
线圈中的最大感应电动势为
Em=10π V,
磁通量变化率为== Wb/s=π Wb/s.
(4)感应电动势的变化周期跟磁通量的变化周期相同,并按余弦规律变化,在t=0时,感
应电动势为正的最大值,感应电动势随时间变化的图像如图所示.瞬时值的表达式为e
=10πcos 5πt(V).
* (1)BC (2)10π V
(3)0 π Wb/s
(4)图像如图所示
e=10πcos 5πt(V)
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:综合题
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