Question

如图所示，矩形线框匝数n=250匝，ab=12 cm，ad=10 cm，线框置于B= T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以转速120 r/min匀速转动，线框通过滑环与外电路相连，外电路接有R=12 Ω 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e时,在线圈从图示位置转过90°的过程中,流过电阻R的平均电流为多少?流过电阻R的电荷量为多少?(π²=10)

(3)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

(1)1.4 A  24 W  1.44×10⁴ J

(2)1.27 A  0.16 C

(3)4 Hz  400 s

解析:

(1)S接e时,由题知：ω=2πn=4π rad/s

I==

= A

= A≈1.4 A

P=I²·R=()²×12 W=24 W

W=P·t=24×10×60 J=1.44×10⁴ J.

(2)S接e时,=,===

而T==== s= s

所以=== A≈1.27 A

Q_R=Δt=·=·=(或).

代入数值得Q_R= C≈0.16 C.

(3)S接f时,根据正弦曲线变化规律,可知在交变电流的一个周期T内,氖泡闪光2次,每次闪光时间为.

因T= s,故氖泡闪光频率为4 Hz.

通电10 min氖泡发光的总时间为：

t=× s=400 s.