Question

【题目】如图所示，一边长为l的正方形线圈abcd绕对称轴OO'在匀强磁场中转动，转速为n=120转/分，若已知边长l=20 cm，匝数N=20，磁感应强度B=0.2 T，线圈电阻为r=2Ω，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连。M和N又通过固定的电刷P和Q与电阻R=8Ω相连。在线圈转动过程中，求：

（1）从图示位置开始计时的电动势瞬时值表达式；

（2）从图所示位置转过90°过程中的平均电流；

（3）电阻R的热功率。

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）0.16W

【解析】

（1）ω=2πn=4πrad/s；T=0.5s；由Em=NBSω=20×0.2×0.04×4π=0.64π=2V；从图示位置开始计时的电动势瞬时值表达式
（2）从图中所示位置开始转过90°过程中，用时；

根据法拉第电磁感应定律得；

平均电流

（3）电动势有效值 ；

电流有效值：

电阻R的热功率：