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如图所示,匝数为100匝、面积为0.01m2的线圈,处于磁感应强度B1为T的匀强...

如图所示,匝数为100匝、面积为001m2的线圈,处于磁感应强度B1T的匀强磁场中。当线圈绕O1O2以转速n为300r/min匀速转动时,电压表、电流表的读数分别为7V、1A。电动机的内阻r为1Ω,牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为02kg的导体棒MN沿轨道上升。导体棒的电阻R为1Ω,架在倾角为30°的框架上,它们处于方向与框架平面垂直、磁感应强度B2为1T的匀强磁场中。当导体棒沿轨道上滑16m时获得稳定的速度,这一过程中导体棒上产生的热量为4J。不计框架电阻及一切摩擦,g取10m/s2。求:

1若从线圈处于中性面开始计时,写出电动势的瞬时表达式;

2导体棒MN的稳定速度;

3导体棒MN从静止到达到稳定速度所用的时间。

 

(1) (2) (3) 【解析】 试题分析:(1)线圈转动过程中电动势的最大值为: 则从线圈处于中性面开始计时的电动势瞬时值表达式为: (2)电动机的电流: 电动机的输出功率: 又 而棒产生的感应电流: 稳定时棒处于平衡状态,故有: 由以上各式代入数值,解得棒的稳定速度:,(舍去) (3)由能量守恒定律得: 其中 解得: 考点:导体切割磁感线时的感应电动势、电磁感应中的能量转化、交流电。 【名师点睛】解决本题的关键掌握从线圈处于中性面开始计时,电动势的瞬时表达式以及峰值,棒达到稳定速度时,处于平衡状态,根据平衡条件列式求解。  
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3线圈转动过程中产生的热功率多大

 

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