题目内容
（2012?江苏）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α均为| 4 | 9 |
（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．
分析：（1）根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势
（2）根据欧姆定律得出电流大小，根据安培力公式求出大小
（3）根据电流的热效应求出电流的有效值
（2）根据欧姆定律得出电流大小，根据安培力公式求出大小
（3）根据电流的热效应求出电流的有效值
解答：解：（1）bc、ad 边的运动速度v=ω
感应电动势Em=4NBlv
解得Em=2NBl2ω
（2）根据欧姆定律得
电流 Im=
安培力F=2NBlml
解得F=
（3）一个周期内，通电时间 t=
T
R 上消耗的电能W=
Rt
且W=I2RT
解得I=
答：（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小是2NBl2ω；
（2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小是
；
（3）外接电阻上电流的有效值是
．
| l |
| 2 |
感应电动势Em=4NBlv
解得Em=2NBl2ω
（2）根据欧姆定律得
电流 Im=
| Em |
| R+r |
安培力F=2NBlml
解得F=
| 4N2B2l3ω |
| R+r |
（3）一个周期内，通电时间 t=
| 4 |
| 9 |
R 上消耗的电能W=
| I | 2 m |
且W=I2RT
解得I=
| 4NBl2ω |
| 3(R+r) |
答：（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小是2NBl2ω；
（2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小是
| 4N2B2l3ω |
| R+r |
（3）外接电阻上电流的有效值是
| 4NBl2ω |
| 3(R+r) |
点评：本题研究交变电流的产生，实质上是电磁感应知识的具体应用，是右手定则、法拉第电磁感应定律、安培力等知识的综合应用．
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