题目内容

如图3-13所示,匀强磁场的磁感应强度B=2 T,匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动,角速度ω=200 rad/s.已知ab=0.1 m,bc=0.2 m,线圈的总电阻R=40 Ω,试求:

图3-13

(1)感应电动势的最大值,感应电流的最大值;

(2)设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;

(3)当ωt=30°时,穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大?

(4)线圈从图示位置转过的过程中,感应电动势的平均值是多大?

?

解析:(1)因为线圈匀速转动,感应电动势的最大值就出现在图示位置

=nBSω=6×2×0.1×0.2×200 V=48 V

感应电流最大值=1.2 A.

(2)感应电动势的瞬时值表达式:e=·sinωt=48sin200t V

(3)当线圈从图示位置转过30°角时,穿过线圈的磁通量Φ和感应电动势e分别为:

Φ=BL1·L2·sin30°=2×0.1×0.2×Wb=0.02 Wb

e=48sin30°V=48×V=24 V

由欧姆定律可得此时电流瞬时值为:

=0.6 A

(4)线圈从图示位置转过的过程中,磁通量的变化为ΔΦ=B·S

线圈转过所用的时间Δt=

此过程中交变电动势的平均值

答案:(1)48 V 1.2 A (2)e=48sin200t V(3)0.02 Wb 0.6 A (4)30.6 V

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