题目内容
如下图甲所示,边长为和L的矩形线框、互相垂直,彼此绝缘,可绕中心轴转动,将两线框的始端并在一起接到滑环C上,末端并在一起接到滑环D上,C、D彼此绝缘,外电路通过电刷跟C、D连接,线框处于磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场中,磁场边缘中心的张角为450,如下图乙所示(图中的圆表示圆柱形铁芯,它使磁铁和铁芯之间的磁场沿半径方向,如图箭头方向所示).不论线框转到磁场中的什么位置,磁场的方向总是沿着线框平面.磁场中长为的线框边所在处的磁感应强度大小恒为B,设线框和的电阻都是r,两个线框以角速度ω逆时针匀速转动,电阻R=2r。(1)求线框转到如乙图所示位置时,感应电动势的大小;
(2)求转动过程中电阻R上电压的最大值;
(3)从线框进入磁场开始计时,作出0~T(T是线框转动周期)的时间内通过R的电流随时间变化的图象;
(4)求在外力驱动下两线框转动一周所做的功.
解:(1)不管转到何位置,磁场方向、速度方向都垂直,所以有……………………………………………(2分)(2)在线圈转动过程中,只有一个线框产生电动势,相当电源,另一线框与电阻R并联组成外电路,故…………………………………………………………(2分)………………………………………………………(2分)………………………………………………(2分) (3)流过R的电流 (2分)图象如图所示。………………………(2分)(4)每个线圈作为电源时产生的功率为`………………(2分)根据能量守恒定律得两个线圈转动一周外力所做的功为…………(2分)
练习册系列答案
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