题目内容
如图示，闭合单匝线圈在匀强磁场中以角速度ω绕中心轴OO1逆时针匀速转 动。已知：线圈的边长ab=cd=l1=0.20米，bc=da=l2=0.10米，线圈的电阻值R=0.050欧姆，角速度ω=300弧度/秒；匀强磁场的磁感应强度的大小B=0.50特，方向 与转轴OO1垂直。规定当线圈平面与B垂直，并且ab边在纸面(即过OO1 轴平行于B的平面)前开始计算线圈的转角θ。
(1)当θ=ωt=30°时，线圈中感应电动势的大小、方向如何?线圈所受的电磁力矩M磁的大小、方向如何??
(2)这时，作用在线圈上的电磁力的即时功率等于多少??
【答案】
(1)1.5伏，a-b-c-d，0.15牛顿米，顺时针方向。(2)-45瓦特
【解析】
试题分析：根据题意，从线圈与B垂直时计时，（1）求瞬时电动势用
（2）某时刻的功率就是瞬时功率：
（1）当线圈转过30°时，线框ab、cd边的速度与磁场夹角为60°，
根据
因为两个边在切割，所以线圈中的感应电动势为：
根据右手定则或楞次定律判断出感应电动势的方向为a-b-c-d
根据：
=0.15Nm，方向是顺时针。
（2）电磁力的功率即为安培力的功率：
，
又因为电磁力做负功，所以功率为-45W。
考点：本题考查学生对力臂、力矩的概 念的理解和电磁力的即时功率的计算，以及画适当的图示进行分析的方法
点评：解题关键是分析出线圈的边框与磁场的夹角，解决功率时要注意电磁力的功率等于电路中的电功率。
练习册系列答案
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的大小、方向如何?