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(16分)一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝,线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以如图所示的角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.

(1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向.

(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大?

(3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大?

(4)设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计,线圈转一周,柴油机做多少功?

(5)从图示位置开始,线圈转过60°的过程中通过R的电量是多少?

(6)图中电流表和电压表的示数各是多少?

 

【答案】

(1) dcba(2)Em=NBSω=NBωL2 (3) NBωL2(4) (5) (6)

【解析】(1)由右手定则可判定电流的方向沿dcba.(2分)

(2)Em=NBSω=NBωL2                                             (2分)

(3)线圈平面与B成60°角时的瞬时感应电动势

e=Em·cos60°=NBωL2.                        (2分)

(4)电动势的有效值E=        (1分)

电流的有效值I=,柴油机做的功转化为电能,线圈转一周柴油机做的功

W=EIt=t= ·=  (2分)

(5)因为

故电量

(6)电流表显示路端电压的有效值,则读数为

电压表显示路端电压的有效值,则读数为

 

 

练习册系列答案
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(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象;
(2)判断线框中有无感应电流.若有,请判断出感应电流的方向;若无,请说明
理由.

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(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大?
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⑴0~t0时间内线圈中感应电流的大小及方向;

⑵t=t0/2时地板受到的压力;

⑶人踩踏一次地板所做的功.

 

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⑴根据v2—s图象所提供的信息,计算出斜面倾角θ和匀强磁场宽度d;

⑵金属框从进入磁场到穿出磁场所用的时间是多少?

⑶匀强磁场的磁感应强度多大?

 

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