题目内容
如图所示,边长为L的正方形线 圈abcd的匝数为n,线圈电阻为r,外电路的电阻为R,磁感应强度为B,电压表为理想交流电压表。现在线圈以角速度ω绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,从线圈平面与磁感线平行开始计时。试求:(1)闭合电路中电流瞬时值的表达式; (2)电压表的示数 (3)线圈从t=0开始,转过900的过程中,电阻R上通过的电荷量![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241232378625290.jpg)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123237878398.gif)
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(1)线圈转动时,电动势的最大值Em="n" BωL2 (1分)
由闭合电路的欧姆定律得:最大电流Im=
(1分)
故闭合电路中电流瞬时值的表达式为:i=
cosωt (2分)
(2)电路中电流的有效值I=![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123238002273.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123237971522.gif)
则电压表的示数U=IR=![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123238002273.gif)
(3分)![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123237878398.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123237940402.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123237940402.gif)
(3)因R与线圈串联,则电阻R上通过的电荷量与通过线圈的电量相等
因
而
所以
(3分)
由闭合电路的欧姆定律得:最大电流Im=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123237971522.gif)
故闭合电路中电流瞬时值的表达式为:i=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123237971522.gif)
(2)电路中电流的有效值I=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123238002273.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123237971522.gif)
则电压表的示数U=IR=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123238002273.gif)
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(3)因R与线圈串联,则电阻R上通过的电荷量与通过线圈的电量相等
因
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123238158265.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123238174760.gif)
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略
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