解题思路:根据每段时间内磁通量的变化率求出每段时间内的感应电动势,结合热量的公式求出在一个周期内产生的热量.抓住交流电和直流电在相同时间内、通过相同电阻,产生相同的热量,求出电流的有效值.
0-[T/4]周期内的磁通量变化率为:K1=
4Φ0
T,则感应电动势E1=
△Φ
△t=
4Φ0
T
[T/4−
T
2]周期内的磁通量变化率为:K2=0,则感应电动势E2=0
[T/2−
3T
4]周期内的磁通量变化率为:K3=
4Φ0
T,则感应电动势E3=
△Φ
△t=
4Φ0
T
[3T/4−T周期内的磁通量变化率为:K4=0,则感应电动势E4=0.
对一个定值电阻,在一个周期内产生的热量:
Q=Q1+Q2+Q3+Q4=
E12
R•
T
4+0+
E32
R•
T
4+0=
8Φ02
RT]
根据有交流电有效值的定义:Q=I2RT
得:I=
2
2Φ0
RT
答:金属环中产生的电热为
8Φ02
RT,电流的有效值为
2
2Φ0
RT.
点评:
本题考点: 法拉第电磁感应定律.
考点点评: 求解电流的有效值时抓住三个相同,即相同时间,相同电阻,产生相同热量.