一个线圈共有N匝,总电阻为r,两端通过滑环外接一个定值电阻R,位于线圈平面内的转轴垂直于匀强磁场方向,线圈绕轴以角速度ω

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  • 解题思路:先求出最大电动势,电动势的最大值为NBSω,进而写出电压的瞬时表达式,根据闭合电路欧姆定律求解电路的最大值,从而求出有效值,求电荷量用电动势的平均值,电阻消耗的功率利用有效值.

    (1)设线圈从中性面开始转动,则线圈中所产生的感应电动势为e=NBSωsinωt=Nφωsinωt(V)

    回路中的电流i=[e/R+r]=[Nφωsinωt/R+r],

    电流的有效值为I=

    Im

    2=

    2Nφω

    2(R+r),

    (2)设从磁通量最大转到磁通量最小,时间为△t,通过R的电量q则q=

    .

    I△t=

    N∅

    R+r

    (3)由能的转化和守恒可知:P=P=

    e2

    r+R=

    N2∅2ω2

    2(R+r)

    答:(1)闭合电路中电流的有效值为

    2Nφω

    2(R+r);

    (2)线圈从磁通量最大转到磁通量最小的过程中,通过R的电量为[N∅/R+r];

    (3)外力的功率为

    N2∅2ω2

    2(R+r).

    点评:

    本题考点: 交流发电机及其产生正弦式电流的原理;电功、电功率;正弦式电流的图象和三角函数表达式.

    考点点评: 本题要注意求电荷量必须用电动势的平均值,求功率要用有效值.

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