题目内容
【题目】如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长
，
，匝数
，线圈的总电阻
，线圈位于磁感应强度
的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值
的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴
以角速度
匀速转动。电路中其它电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计，求：
（1）线圈中感应电流的最大值；
（2）线圈转动过程中电阻R的发热功率；
（3）从线圈经过图示位置开始计时，经过
周期时间通过电阻R的电荷量。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【解析】
试题分析：（1）线圈产生感应电动势的最大值：
。
根据闭合电路欧姆定律可知，线圈中感应电流的最大值：
解得：。
（2）通过电阻R的电流的有效值 ：
线圈转动过程中电阻R的热功率 ：
解得：。
（3）根据法拉第电磁感应定律有：
根据闭合电路欧姆定律有：
解得： 
。
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