Question

如图所示，矩形线框匝数n=250，ab=12cm，ad=10cm，线框置于B= T的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO′以120 r/min 的转速匀速转动，线框通过滑环与外电路相连，外电路接有R=12Ω 的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V的氖泡L。求：

（1）当S接e时，电流表读数为多少？R的热功率为多大？10 min内外力对线框做功多少？

（2）当S接f时，氖泡闪光频率为多大？通电10 min，氖泡发光总时间为多少？（线框电阻不计）

 

Answer 1

【答案】

(1)1.41 A，24 W，1.44×10⁴ J   (2)4 Hz；400 s

【解析】

试题分析：对转动的线圈，电动势的最大值为E_m=nBSω=250××0.12×0.10×4πV=   24 V，电动势的瞬时值为e=24sin4πt V。

（1）当S接e时，电路中的电流为I== A=A=1.41 A

R上的热功率为P_R=I²R=24 W

在10 min内外力做功等于电路中的电热W=Q=I²Rt=24×600 J=1.44×10⁴ J.

（2）当S接f时，根据正弦曲线知，在交变电流的每一个周期，氖管闪光两次，每次闪光的时间为，因T= s，所以闪光频率f=4 Hz，闪光的总时间t_总=×=400 s

考点：考查求解交流电的相关物理量和交流电有效值的应用以及能量守恒

点评：电流表的读数是指有效值，热功率也是用有效值求解，灯泡的发光时间根据交流电的周期性进行计算。