Question

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80°,磁场均沿半径方向.匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l.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E_m;

(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.

Answer 1

解析:(1)bc、ad边的运动速度v=ω

感应电动势E_m=4NBlv,解得E_m=2NBl²ω.

(2)电流I_m=

安培力F=2NBI_ml,解得F=.

(3)一个周期内,通电时间t=T=T

R上消耗的电能W=Rt

由有效值定义得Rt=I²RT,解得I=.

答案:(1)2NBl²ω　(2)　(3)