题目内容

【题目】如图所示,一小型发电机内有n100匝的矩形线圈,线圈面积S0.10 m2,在外力作用下矩形线圈在B0.10 T的匀强磁场中,以恒定的角速度ω100π 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R40 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)2.0×102 C (3)9.86×102 J

【解析】

1)线圈中感应电动势的最大值

EmnBSω3.14×102 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

Δt时间内通过电阻横截面的电荷量

==2×102 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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