解题思路:(1)根据右手定则得出感应电流的方向
(2)根据感应电动势的瞬时值表达式e=nBωScosωt即可求解;
(3)先求电动势有效值,根据闭合电路欧姆定律求得电流,1min内R上消耗的电能为W=I2Rt;外力对线圈做功的功率等于总电阻产生热量的功率;
(4)线圈由如图位置转过300的过程中,△φ=BSsin30°,通过R的电量为Q=[N△φ/R+r].
(1)根据右手定则得出感应电流的方向是adcb,如图:
(2)n=3000r/min 的转速匀速转动,所以线圈的角速度ω=100π rad/s
感应电动势的最大值为:Em=nBSω=314V
所以感应电动势的瞬时值表达式为e=nBωScosωt=314cos100πt(V)
(3)电动势有效值为E=
Em
2
电流I=[E/R+r]
线圈转一圈外力做功等于电功的大小,即W=I2(R+r)T=98.6J
(4)线圈由如图位置转过90°的过程中,△Φ=BSsin90°
通过R的电量为Q=[N△Φ/R+r]=0.1C
答:(1)如图.
(2)线圈感应电动势的瞬时表达式e=314cos100πt(V).
(3)线圈转一圈外力做功98.6J
(4)从图示位置转过90°过程中流过电阻R 的电量是0.1C
点评:
本题考点: 正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.
考点点评: 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.而通过某一电量时,则用平均值来求.