Question

一个匝数为200的矩形线圈abcd位于匀强磁场中，磁感强度大小为0.8T、初始位置如图所示，线圈以ab为轴匀速转动，角速

Answer 1

解题思路：（1）线圈绕垂直与磁场的轴匀速转动，产生正弦式交变电流，最大值为：E_m=NBSω；

（2）从垂直中性面位置开始计时，表达式为：e=E_msinωt；

（3）线圈转动1分钟内外力所做的功等于产生的电能，根据W=UIt列式求解．

（1）感应电动势的最大值为：

E_m=NBSω=NB•ab•adω=200×0.8×0.15×0.1×5V=12V

（2）从图示位置开始计时，线圈转动过程中的感应电动势的瞬时表达式形式为：

e=E_mcosωt=12cos5t（V），

（3）根据焦耳定律得：

Q=I²Rt=（

(

Em

2)2

Rt=（

(

12

2)2

100×60=43.2J

答：（1）线圈转动过程中的感应电动势的最大值为12V；

（2）线圈转动过程中的感应电动势的瞬时表达式为e=12cos5tV；

（3）线圈转动1分钟内产生的焦耳热为43.2J．

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： 本题是交流发电机的原理，考查综合应用法拉第定律、欧姆定律、楞次定律等电磁学规律分析实际问题的能力．要注意必须用有效值求解焦耳热．