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如图所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内...

如图所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,总电阻r=1.0Ω,所围成矩形的面积S=0.040m2,小灯泡的电阻R=9.0Ω,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nBmSmanfen5.com 满分网cos manfen5.com 满分网t,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期,不计灯丝电阻随温度的变化,求:
(1)线圈中产生感应电动势的最大值;
(2)小灯泡消耗的电功率;
(3)在磁感应强度变化的0~manfen5.com 满分网时间内,通过小灯泡的电荷量.

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(1)根据B-t图象读出周期T,由公式Em=nBmSω求出线圈中产生感应电动势的最大值; (2)根据欧姆定律求出电流的最大值,再求出电流的有效值,由电流的有效值求解小灯泡消耗的电功率. (3)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的公式求解0~时间内,通过小灯泡的电荷量. 【解析】 (1)由图象知,线圈中产生的交变电流的周期T=3.14×10-2s,所以Em=nBmSω==8.0 V. (2)电流的最大值Im==0.80A,有效值I== A,则 小灯泡消耗的电功率P=I2R=2.88W. (3)在0~时间内,根据法拉第电磁感应定律得,电动势的平均值==,平均电流= 流过灯泡的电荷量Q=△t= 代入解得Q=4.0×10-3C. 答: (1)线圈中产生感应电动势的最大值为8V; (2)小灯泡消耗的电功率为2.88W; (3)在磁感应强度变化的0~时间内,通过小灯泡的电荷量为4.0×10-3C.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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