题目内容
如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.当线圈由图示位置转过90°的过程中,求:
(1)通过电阻R的电荷量q.
(2)电阻R上产生的焦耳热Q.
(3) 写出从图示位置开始计时通过电阻R上的瞬时电流的数学表达式.
(1)通过电阻R的电荷量q.
(2)电阻R上产生的焦耳热Q.
(3) 写出从图示位置开始计时通过电阻R上的瞬时电流的数学表达式.
(1)(2)(3)
试题分析:(1)依题意磁通量的变化量ΔΦ=BS,线圈转过90°的时间为Δt===,平均感应电动势为E=N=;平均感应电流为I==;通过电阻R的电荷量为q=I·Δt=.
(2)线圈中感应电动势的有效值和最大值Em的关系是E==,电路中电流的有效值为I==.
电阻R上产生的焦耳热为
Q=I2RΔt=.
(3)根据闭合电路欧姆定律:
线圈中的电流瞬时表达式:
点评:对于交变电流,求解热量、电功和电功率用有效值,而求解电量要用平均值.
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