综合题9.0分
物理

15.如图22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EF(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bcad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。

考察知识点

  • 电磁感应中的能量转化

同考题推荐

正确答案及相关解析

正确答案

(1)3.0A;

(2)405W;

(3)C。

解析

(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:

根据闭合电路欧姆定律有:

解得:C

考查方向

本题考查交变流电流知识,考查了最大值,有效值,平均值的应用。

解题思路

(1)应用最大值的公式直接求解。

(2)求功率用有效值,带入公式求解。

(3)求电荷量用平均值,化简公式求解即可。

易错点

各个值应用混淆,不对应。

知识点

电磁感应中的能量转化