解题思路:(1)电动势的最大值为NBSω,写出电压的瞬时表达式,再求出有效值,即可求解电压表与电流表示数;
(2)求电荷量用电动势的平均值;
(3)外电阻R上产生的焦耳热是用电动势的有效值.
(1、2)根据ω=2πn得:ω=200πrad/s
电动势最大值为:
Em=NBSω
=50×0.5×0.2×0.1×200π
=100πV
从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时值为:e=100πsin200πt;
感应电动势的有效值为:E=
100π
2=50
2πV;
根据闭合电路欧姆定律,则有:I=
E
R+ r=
50π
2
40+10A=π
2A≈4.4A,因此电流表的读数为4.4A;
而R电阻的两端的电压为:U=IR=40π
2V≈176V,因此电压表的读数为176V;
(3)线圈转过[1/4]周期过程中,
根据焦耳定律,则外电阻R上产生的焦耳热为:Q=I2Rt=(π
2)2×40×
2π
200π
4J=1.94J;
答:(1)电流表的读数是4.4A;
(2)电压表的读数是176V
(3)这段时间内在外电阻R上产生的焦耳热1.94J.
点评:
本题考点: 交流的峰值、有效值以及它们的关系.
考点点评: 本题要注意求电荷量必须用电动势的平均值,电压表测量的是有效值,而焦耳热也是用有效值.