Question

【題目】如圖所示，一小型發(fā)電機內(nèi)有匝矩形線圈，線圈面積，線圈電阻可忽略不計．在外力作用下矩形線圈在勻強磁場中，以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機線圈兩端與的電阻為構(gòu)成閉合回路．（此題目中）．求：

（1）線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值．

（2）從線圈平面通過中性面時開始計時，寫出時刻線圈中轉(zhuǎn)感應(yīng)電動勢的表達式．

（3）從線圈平面通過中性面時開始，線圈轉(zhuǎn)過角的過程中通過電阻橫截面的電荷量．

（4）線圈勻速轉(zhuǎn)動，電流通過電阻產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

【答案】（1）．（2）．（3）．（4）．

【解析】（1）當(dāng)線圈與磁感線平行時，線圈中感應(yīng)電動勢的值最大，為

．

（2）線圈從中性面經(jīng)過時開始計時，其時刻線圈中感應(yīng)電動勢

．

（3）設(shè)從線圈平面通過中性面時開始，線圈轉(zhuǎn)過角所用時間，線圈中平均感應(yīng)電動勢

通過電阻的平均電流，

在時間內(nèi)通過電阻橫截面的電荷量，

代入數(shù)據(jù)可得， ．

（4）矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦交變電流，電阻兩端電壓有效值為，

經(jīng)過電流通過電阻產(chǎn)生的電熱