Question

如图3-2-18所示，矩形线框匝数n=250匝，ab=12 cm，ad=10 cm，线框置于B= T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′以120 r/min的转速匀速转动，线框通过滑环与外电路相连，外电路接有R=12 Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V的氖泡L.求：

（1）当S接e时，电流表读数为多少？R的热功率为多大？10 min内外力对线框做功多少？

（2）当S接f时，氖泡闪光频率为多大？通电10 min，氖泡发光总时间为多少？（线框电阻不计）

图3-2-18

Answer 1

（1）1.41 A  24 W  1.44×10⁴J  （2）4 Hz  400 s.

解析:

对转动的线圈，电动势的最大值为E_m=nBSω=250××0.12×0.10×4πV=24 V，电动势的瞬时值为e=24sin4πt V.

（1）当S接e时，电路中的电流为I=A=A=1.41 A

R上的热功率为P_R=I²R=24 W

在10 min时间内外力做的功等于电路中的电热Q=I²Rt=24×600 J=1.44×10⁴ J

（2）当S接f时,根据正弦曲线知，在交变电流的每一个周期，氖管闪光两次，每次闪光的时间为，因T=s，所以闪光频率f=4 Hz，闪光的总时间t_总=×=400 s.