题目内容
(15分)如图所示,匀强磁场的方向竖直向上,磁感应强度大小为B0.电阻为R、边长为L的正方形线框
水平放置, OO′为过ad、bc两边中点的直线,线框全部位于磁场中.现将线框右半部固定不动,而将线框左半部以角速度ω绕OO′为轴向上匀速转动,如图中虚线所示,要求:![]()
(1)写出转动过程中线框中产生的感应电动势的表达式;
(2)若线框左半部分绕OO′向上转动90°,求此过程中线框中产生的焦耳热;
(3)若线框左半部分转动60°后固定不动,此时磁感应强度随时间按
变化,k为常量,写出磁场对线框
边的作用力随时间变化的关系式.
(1)
(2)
(3)![]()
解析试题分析:(1)线框在转动过程中,
ab边的线速度:
(2分)
产生的感应电动势:
(2分)
(2) 在转过90°过程中产生的是正弦交流电,电动势的最大值:
(1分)
电动势的有效值
(2分)
在转过90°过程中产生的焦耳热:
(2分)
(3)若转动后磁感应强度随时间按B=B0+kt变化,在线框中产生的感应电动势大小
(2分)
在线框中产生的感应电流:
(2分)
线框ab边所受安培力的大小:
(2分)
考点:考查交变电流的形成
点评:本题难度较大,熟记交变电流瞬时值的公式,峰值与有效值的关系,在求解焦耳热时利用的是有效值,由于磁感强度的变化,对本题增大了难度,要能熟练掌握法拉第感应定律才能顺利求解此题
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