题目内容
【题目】如图所示,一小型发电机内有n=100匝的矩形线圈,线圈面积S=0.10 m2,在外力作用下矩形线圈在B=0.10 T的匀强磁场中,以恒定的角速度ω=100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,发电机线圈电阻r=10Ω,线圈与R=40 Ω的电阻构成闭合回路,其余电阻忽略不计。求:
(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值;
(2)从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量;
(3)线圈匀速转动1秒的过程中整个电路发热量.
【答案】(1)3.14×102 V (2)2.0×10-2 C (3)9.86×102 J
【解析】
(1)线圈中感应电动势的最大值
Em=nBSω=3.14×102 V
(2)设从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90°角所用时间为Δt,
线圈中的平均感应电动势
=n
通过电阻R的平均电流
在Δt时间内通过电阻横截面的电荷量
==2×10-2 C.
(3)线圈匀速转动过程中由焦耳定律有:
联立可得
Q=9.86×102 J
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