如圖所示，交流發電機的矩形金屬線圈abcd的邊長ab=cd=50cm，bc=ad=30cm，匝數n=100，線...

問題詳情：

如圖所示，交流發電機的矩形金屬線圈abcd的邊長ab=cd=50cm，bc=ad=30cm，匝數n=100，線圈的總電阻r=10Ω，線圈位於磁感應強度B=0.050T的勻強磁場中，線圈平面與磁場方向平行．線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環E、F（集流環）焊接在一起，並通過電刷與阻值R=90Ω的定值電阻連線．現使線圈繞過bc和ad邊中點、且垂直於磁場的轉軸OOˊ以角速度ω=400rad/s勻速轉動．電路中其他電阻以及線圈的自感係數均可忽略不計．求：

（1）線圈中感應電流的最大值；

（2）線圈轉動過程中電阻R的發熱功率；

（3）從線圈經過圖示位置開始計時，經過週期時間通過電阻R的電荷量．

【回答】

解：（1）線圈產生感應電動勢的最大值Em=nBωab×bc=300V

根據閉合電路歐姆定律可知，線圈中感應電流的最大值

解得：Im=3.0A

（2）通過電阻R的電流的有效值I=

線圈轉動過程中電阻R的熱功率P=I2R

解得：P=405W

（3）根據法拉第電磁感應定律有： =n=n　

根據閉合電路歐姆定律有：

解得： =7.5×103C

答：（1）線圈中感應電流的最大值為3.0A；

（2）線圈轉動過程中電阻R的發熱功率為405W；

（3）從線圈經過圖示位置開始計時，經過週期時間通過電阻R的電荷量為7.5×103C．

知識點：交變電流

題型：計算題