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如图所示,N=50匝的矩形线圈abcd,ab边长L1=20 cm,ad边长L2=...

如图所示,N50匝的矩形线圈abcdab边长L120 cmad边长L225 cm,放在磁感应强度B0.4 T的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴以n3 000 r/min的转速匀速转动,线圈总电阻r,外电路电阻Rt0时线圈平面与磁感线平行,ab边正转出纸外、cd边转入纸里3.14).求:

(1)感应电动势的瞬时值表达式;

(2)线圈转90°外力做的功;

(3)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量。

 

(1)314cos 100πt V (2)25.0J (3)0.1 C 【解析】 (1)转速:n=3000r/min=50r/s 线圈的角速度ω=2πn=100 πrad/s 图示位置的感应电动势最大,其大小为Em=NBl1l2ω 代入数据得Em=314 V 感应电动势的瞬时值表达式:e=Em cosωt=314cos 100πt V (2)电动势的有效值E= 线圈匀速转动的周期 线圈匀速转动90°,外力做功大小等于电功的大小,即: 代入数据得W=25.0J (4)从t=0起转过90°过程中,△t内流过R的电荷量: 代入数据得q=0.1 C
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考点分析:
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如图甲所示,一个圆形线圈匝数n = 1000匝、面积S = 2×10-2m2、电阻r =1Ω。在线圈外接一阻值为R = 4Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面向里,磁场的磁感强度B随时间变化规律如图乙所示。求:

 

(1)0 ~ 4s内,回路中的感应电动势;

(2)t = 5s时,a、b两点哪点电势高;

(3)t = 5s时,电阻两端的电压U 。

 

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如图所示,纸面内有一正方形单匝导线框abcd,置于垂直纸面向外、边界为MN的匀强磁场外,第一次以速度v向右匀速进入匀强磁场,第二次以速度2v匀速进入匀强磁场。求:

(1)第一次与第二次线框中电流之比________

(2)第一次与第二次线框上产生的热量之比________

(3)第一次与第二次通过线框导线横截面的电荷量之比________

 

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如图所示是一交变电流的i-t图像,则该交流电电流的有效值为____________A。

 

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如图所示,匀强磁场的宽度为d一正方形金属线框abcd的边长为L,且Ld,线框平面与磁场垂直,bc边与磁场边界平行。线框以垂直于磁场边界的速度v匀速通过磁场区域,则线框进入磁场时产生感应电流的方向是________方向(选填顺时针逆时针);从进入磁场区域,到完全离开磁场区域的过程中,线框中存在感应电流的时间为__________

 

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如图所示,用金属导线弯成闭合正方形导线框,边长为L,电阻为R,当它以速度v匀速地通过宽也为L的匀强磁场区过程中,外力需做功为W,则该磁场区域的磁感强度B应为________,若仍用此种导线弯成边长为2L的正方形线框,以相同速度通过同一磁场区,外力应做功为原来的________.

 

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