Question

【題目】如圖所示，一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)有匝矩形線圈，線圈面積，線圈電阻可忽略不計(jì)．在外力作用下矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以恒定的角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)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(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值．

（2）從線圈平面通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出時(shí)刻線圈中轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式．

（3）從線圈平面通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)角的過(guò)程中通過(guò)電阻橫截面的電荷量．

（4）線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電流通過(guò)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(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的值最大，為

．

（2）線圈從中性面經(jīng)過(guò)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，其時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

．

（3）設(shè)從線圈平面通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)角所用時(shí)間，線圈中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

通過(guò)電阻的平均電流，

在時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦交變電流，電阻兩端電壓有效值為，

經(jīng)過(guò)電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的電熱