Question

一矩形线圈abcd放置在如图所示的有理想边界的匀强磁场中(o的左边有匀强磁场，右边没有)，线圈的两端接一只灯泡．已知线圈的匝数n＝100，电阻r＝1.0 Ω，ab边长L₁＝0.5 m，ad边长L₂＝0.3 m，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁场的磁感应强度B＝1.0×10^－2 T．线圈以理想边界o为轴以角速度ω＝200 rad/s按如图所示的方向匀速转动(o轴离ab边距离)，以如图所示位置为计时起点．求：

①在0－的时间内，通过小灯泡的电荷量

②画出感应电动势随时间变化的图象以abcda方向为正方向，至少画出一个完整的周期)

③小灯泡消耗的电功率．

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)通过小灯泡的电荷量q＝　　　(1)　　　　　　　　　　　　(4分); 　　(2)ab边在磁场里切割磁感线时最大感应电动势为 　　E1＝　　　　(2)　　　　　　　　　　　　　(2分) 　　代入数据得： 　　E1＝20 V 　　cd边在磁场里切割磁感线时最大感应电动势为： 　　E2＝　　　　(3)　　　　　　　　　　　　　　(2分) 　　代入数据得： 　　E2＝10 V 　　图象如下表所示： 　　(图象4分) ; 　　(3)设线圈的感应电动势的有效值为U，则： 　　　　　　(4)　　　　　　　　　(4分) 　　得：U2＝125 V2 　　则小灯泡消耗的电功率P＝　　　　(5)　　　　　　　　(2分) 　　代入数据得：P＝112.5 W　　　　　　　(2分)