Question

【題目】某興趣小組設計了一種發(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π，磁場均沿半徑方向．匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l.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)2NBl2ω　(2) (3)

【解析】(1)bc、ad邊的運動速度v＝ω ，

感應電動勢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