如图所示,n=10匝的边长为10cm的正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动,已知转动角速度ω=20rad

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  • 解题思路:①先根据Em=NBωS求出最大值,再根据图示位置写出瞬时值的关系式;②先写出电流的有效值,再带入U=IR求得电压表示数;③利用法拉第电磁感应定律,求出平均感应电动势,在求出平均电流,根据q=It求电荷量;

    (1)根据Em=NBωS,

    可得感应电动势的最大值:

    Em=10×10×0.1×0.1×20v=20v

    最大电流IM=[E/R+r]=[20/4+6]A=2A

    因此感应电流的瞬时表达式为i=2cos20t(A)

    (2)根据感应电流的瞬时表达式为i=2cos20t(A)

    知电流的有效值为I=

    Im

    2=

    2A

    由U=IR求得电压表示数U=

    2×6V=6

    2V

    (3)根据法拉第电磁感应定律可得:

    转90°角的过程中产生的平均感应电动势大小

    .

    E=n[BS−0/t]①

    平均电流为

    .

    I=

    .

    E

    R+r②

    q=It③

    由①②③知q=[nBS/r+R]=10×

    10×10−2

    6+4=0.1C

    答:(1)从如图位置开始计时,写出感应电流的瞬时表达式i=2cos20t(A);

    (2)交流电压表的示数6

    2V;

    (3)从如图位置开始,转过90°的过程中通过线圈某横截面的电量0.1C.

    点评:

    本题考点: 交流发电机及其产生正弦式电流的原理.

    考点点评: 本题考查了有关交流电描述的基础知识,要能根据题意写出瞬时值的表达式,知道有效值跟峰值的关系,难度不大,属于基础题.线框在匀强磁场中匀速转动,产生正弦式交变电流.而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定,而涉及到耐压值时,则由最大值来确定.

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