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精英家教网如图所示,边长为L的正方形线圈abcd与阻值为R的电阻组成闭合回路,abcd的匝数为n、总电阻为r,ab中点、cd中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的左边界线上,磁场的磁感应强度大小为B.从图示位置开始计时,线圈绕垂直于磁场的OO′轴以角速度ω匀速转动,则下列说法中正确的是(  )
分析:线框在匀强磁场中匀速转动,产生正弦式交变电流,根据规律可列出感应电动势的瞬时表达式,最大值与有效值的
2
倍;每当线框通过中性面时,电流方向改变;当磁通量为零时,线框切割速度最大,产生的电动势也最大.
解答:解:A、由闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=Emsinωt,得回路中感应电动势的瞬时表达式e=
1
2
nBωL2 sinωt,故A错误
B、在t=
π
2ω
时刻,线圈从图示位置转过90°,此时磁场穿过线圈的磁通量最小,磁通量变化率最大,故B正确
C、电压有效值为
Em
2
,从t=0 到t=
π
2ω
时刻,电阻R产生的焦耳热为Q=
E2
R+r
?
π
2ω
=
πn2ωL4R
16(R+r)2
,故C正确
D、从t=0 到t=
π
2ω
时刻,通过R的电荷量q=
n△Φ
(R+r)
=
nBL2
2(R+r)
,故D错误
故选BC.
点评:线框在匀强磁场中匀速转动,产生正弦式交变电流.而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定,而涉及到耐压值时,则由最大值来确定.而通过某一电量时,则用平均值来求.同时注意磁场只有一半.
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