如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=T,矩形线圈的匝数N=100,边长Lab=0.20m,Lbc=0.10m,以...
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如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=T,矩形线圈的匝数N=100,边长Lab=0.20m,Lbc=0.10m,以300r/min的转速匀速转动,从线圈平面通过中*面时开始计时,试求:
(1)交变电动势的瞬时值表达式;
(2)若线圈总电阻为2Ω,线圈外接电阻为8Ω,求出电流的瞬时值和电压表读数;
(3)求外接电阻在一个周期内产生的热量
(4)线圈由图示位置转过的过程中,交变电动势的平均值及一个周期内流过外接电阻的电量.
【回答】
(1)线圈的角速度:
ω=2πn=2πrad/s=10πrad/s
感应电动势的最大值:
Em=NBSω=100××(0.2×0.1)×10π=10V
故线圈中感应电动势的瞬时值表达式为:
e=Emsinωt=10sin10πt(V)
(2)根据欧姆定律,电流的瞬时值为:
i==sin10πt(A)
I==A
故电压表读数为:
U=IR=×8=4V
(3)根据焦耳定律得:
外接电阻在一个周期内产生的热量
Q=I2RT=×8×=0.8J
(4)根据法拉第电磁感应定律,线圈由图示位置转过π/2的过程中,交变电动势的平均值为:
==V
q=t=n=C
答:(1)交变电动势的瞬时值表达式为e=10sin10πt(V);
(2)电流的瞬时值为i=sin10πt(A),电压表读数为4V;
(3)外接电阻在一个周期内产生的热量是0.8J
(4)线圈由图示位置转过的过程中,交变电动势的平均值为V,一个周期内流过外接电阻的电量是C.
知识点:(补充)表征交变电流的物理量
题型:计算题
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