Question

【題目】(15 分)某興趣小組設(shè)計了一種發(fā)電裝置,如圖所示. 在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為,磁場均沿半徑方向. 匝數(shù)為N 的矩形線圈abcd 的邊長ab ="cd" =、bc ="ad" =2. 線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動,bc和ad 邊同時進入磁場. 在磁場中,兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強度大小均為B、方向始終與兩邊的運動方向垂直. 線圈的總電阻為r,外接電阻為R. 求:

(1)線圈切割磁感線時,感應(yīng)電動勢的大小Em;

(2)線圈切割磁感線時,bc 邊所受安培力的大小F;

(3)外接電阻上電流的有效值I.

Answer 1

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)bc、ad邊的運動速度v＝ω ，

感應(yīng)電動勢Em＝4NBlv.

解得Em＝2NBl2ω.

(2)電流

安培力F＝2NBIml

解得.

(3)一個周期內(nèi)，通電時間t＝T

R上消耗的電能且W＝I2RT.

解得