Question

【題目】如圖所示，一邊長(zhǎng)為l的正方形線圈abcd繞對(duì)稱軸OO'在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n=120轉(zhuǎn)/分，若已知邊長(zhǎng)l=20 cm，匝數(shù)N=20，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T，線圈電阻為r=2Ω，引出線的兩端分別與相互絕緣的兩個(gè)半圓形銅環(huán)M和N相連。M和N又通過(guò)固定的電刷P和Q與電阻R=8Ω相連。在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，求：

（1）從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式；

（2）從圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°過(guò)程中的平均電流；

（3）電阻R的熱功率。

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）0.16W

【解析】

（1）ω=2πn=4πrad/s；T=0.5s；由Em=NBSω=20×0.2×0.04×4π=0.64π=2V；從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式
（2）從圖中所示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90°過(guò)程中，用時(shí)；

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得；

平均電流

（3）電動(dòng)勢(shì)有效值 ；

電流有效值：

電阻R的熱功率：