如图所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100,线...
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问题详情:
如图所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100,线圈的总电阻r=10Ω,线圈位于磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向平行.线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接.现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以角速度ω=400rad/s匀速转动.电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计.求:
(1)线圈中感应电流的最大值;
(2)线圈转动过程中电阻R的发热功率;
(3)从线圈经过图示位置开始计时,经过周期时间通过电阻R的电荷量.
【回答】
解:(1)线圈产生感应电动势的最大值Em=nBωab×bc=300V
根据闭合电路欧姆定律可知,线圈中感应电流的最大值
解得:Im=3.0A
(2)通过电阻R的电流的有效值I=
线圈转动过程中电阻R的热功率P=I2R
解得:P=405W
(3)根据法拉第电磁感应定律有: =n=n
根据闭合电路欧姆定律有:
解得: =7.5×103C
答:(1)线圈中感应电流的最大值为3.0A;
(2)线圈转动过程中电阻R的发热功率为405W;
(3)从线圈经过图示位置开始计时,经过周期时间通过电阻R的电荷量为7.5×103C.
知识点:交变电流
题型:计算题