如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm，bc=ad=30cm，匝数n=100，线...

问题详情：

如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm，bc=ad=30cm，匝数n=100，线圈的总电阻r=10Ω，线圈位于磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行．线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接．现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以角速度ω=400rad/s匀速转动．电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计．求：

（1）线圈中感应电流的最大值；

（2）线圈转动过程中电阻R的发热功率；

（3）从线圈经过图示位置开始计时，经过周期时间通过电阻R的电荷量．

【回答】

解：（1）线圈产生感应电动势的最大值Em=nBωab×bc=300V

根据闭合电路欧姆定律可知，线圈中感应电流的最大值

解得：Im=3.0A

（2）通过电阻R的电流的有效值I=

线圈转动过程中电阻R的热功率P=I2R

解得：P=405W

（3）根据法拉第电磁感应定律有： =n=n　

根据闭合电路欧姆定律有：

解得： =7.5×103C

答：（1）线圈中感应电流的最大值为3.0A；

（2）线圈转动过程中电阻R的发热功率为405W；

（3）从线圈经过图示位置开始计时，经过周期时间通过电阻R的电荷量为7.5×103C．

知识点：交变电流

题型：计算题