如圖所示,勻強磁場的磁感應強度B=T,矩形線圈的匝數N=100,邊長Lab=0.20m,Lbc=0.10m,以...
問題詳情:
如圖所示,勻強磁場的磁感應強度B=T,矩形線圈的匝數N=100,邊長Lab=0.20m,Lbc=0.10m,以300r/min的轉速勻速轉動,從線圈平面透過中*面時開始計時,試求:
(1)交變電動勢的瞬時值表達式;
(2)若線圈總電阻爲2Ω,線圈外接電阻爲8Ω,求出電流的瞬時值和電壓表讀數;
(3)求外接電阻在一個週期內產生的熱量
(4)線圈由圖示位置轉過的過程中,交變電動勢的平均值及一個週期內流過外接電阻的電量.
【回答】
(1)線圈的角速度:
ω=2πn=2πrad/s=10πrad/s
感應電動勢的最大值:
Em=NBSω=100××(0.2×0.1)×10π=10V
故線圈中感應電動勢的瞬時值表達式爲:
e=Emsinωt=10sin10πt(V)
(2)根據歐姆定律,電流的瞬時值爲:
i==sin10πt(A)
I==A
故電壓表讀數爲:
U=IR=×8=4V
(3)根據焦耳定律得:
外接電阻在一個週期內產生的熱量
Q=I2RT=×8×=0.8J
(4)根據法拉第電磁感應定律,線圈由圖示位置轉過π/2的過程中,交變電動勢的平均值爲:
==V
q=t=n=C
答:(1)交變電動勢的瞬時值表達式爲e=10sin10πt(V);
(2)電流的瞬時值爲i=sin10πt(A),電壓表讀數爲4V;
(3)外接電阻在一個週期內產生的熱量是0.8J
(4)線圈由圖示位置轉過的過程中,交變電動勢的平均值爲V,一個週期內流過外接電阻的電量是C.
知識點:(補充)表徵交變電流的物理量
題型:計算題