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(20分)如图所示,金属线圈abcd,匝数为N,单位长度电阻值为R0,ab边长为d,ac边长为l。金属线圈绕轴OO′,以角速度ω做匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B。从金属线圈的平面与中性面垂直时开始计时,求

(1)线圈中产生感应电动势的最大值和瞬时值的表达式;

(2)在转过60°角的过程中,线圈中产生的平均感应电动势;

(3)在转过60°角的过程中,流过金属导线某截面的电量;

(4)在匀速转过60°角瞬间,线圈ab边所受安培力的大小;

(5)不计转轴摩擦,外力驱动金属线圈匀速转动的平均功率。

解析:(1)电动势最大值

电动势瞬时值   (4分)

(2)转60°时,

平均感应电动势

   (4分)

(3)总电阻过程中,电流强度平均值

电量   (4分)

(4)转过60°瞬间,电动势瞬时值

电流强度瞬时值

ab边此刻所受安培力为   (4分)

(5)外力转动线圈做功的功率等于线圈电阻发热的功率

   (4分)

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B、t2时刻感应电流方向发生变化
C、t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最小
D、交变电流的有效值为10
2
A

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