题目内容
【题目】(15 分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角
均为
,磁场均沿半径方向. 匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab ="cd" =
、bc ="ad" =2. 线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc和ad 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为r,外接电阻为R. 求:
(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;
(2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F;
(3)外接电阻上电流的有效值I.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
(1)bc、ad边的运动速度v＝ω
，
感应电动势Em＝4NBlv.
解得Em＝2NBl2ω.
(2)电流
安培力F＝2NBIml
解得.
(3)一个周期内，通电时间t＝
T
R上消耗的电能
且W＝I2RT.
解得
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