如图15(*)所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内均匀分布着与线圈平面...
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如图15(*)所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内均匀分布着与线圈平面垂直的磁场。已知线圈的匝数n=100匝,电阻r=1.0Ω,所围成矩形的面积S=0.040m2,小灯泡的电阻R=9.0Ω,磁场的磁感应强度随时间按如图15(乙)所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势的瞬时值的表达式为e=,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻随温度的变化,求:
(1)线圈中产生感应电动势的最大值。
(2)小灯泡消耗的电功率。
(3)在磁感应强度变化0~T/4的时间内,通过小灯泡的电荷量
【回答】
解:(1)因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同,所以由图象可知,线圈中产生交变电流的周期为 T=3.14×10-2s。
所以线圈中感应电动势的最大值为 E=2πnBmS/T=8.0V (2分)
(2)根据欧姆定律,电路中电流的最大值为Im==0.80A
通过小灯泡电流的有效值为I=Im/=0.40A, (1分)
灯泡消耗的电功率为P=I2R=2.88W (2分)
(3)在磁感应强度变化1/4周期内,线圈中感应电动势的平均值=nS
通过灯泡的平流均电 (1分)
通过灯泡的电荷量Q==4.0×10-3C。 (2分)
知识点:未分类
题型:计算题