题目内容
【题目】如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长为L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动,角速度为ω=2π rad/s,外电路电阻R=4Ω,求:(答案可以保留根号和π)
(1)转动过程中感应电动势的最大值;
(2)由图示位置转过60角的过程中产生的平均感应电动势;
(3)交流电电压表的示数;
(4)转动一周外力所做的功;
(5)由图示位置转过60角过程通过R的电荷量为多少?
【答案】(1)Em=π V (2) (3) (4) (5)
【解析】
(1)先根据Em=NBωS求出最大值,再根据最大值与有效值的关系求出有效值;
(2)利用法拉第电磁感应定律,求出平均感应电动势;
(3)电压表测量的是电阻R的电压,根据闭合电路欧姆定律即可求解;
(4)通过最大值求出有效值,根据W=EIT求解;
(5)线圈由如图位置转过60角过程通过R的电量为:.
(1)根据Em=NBωS,可得感应电动势的最大值:Em=100×0.5×0.12×2πV=π V;
(2)根据法拉第电磁感应定律可得转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小为:
(3)转动过程中,交流电压表的示数为有效值,所以有:
联立可得:
(4)线圈转动一周外力所做的功为:
(5)周期内线圈转过60°角,通过R的电量q,由公式可得:
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