Question

如圖3-2-18所示，矩形線框匝數(shù)n=250匝，ab=12 cm，ad=10 cm，線框置于B= T的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸OO′以120 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框通過滑環(huán)與外電路相連，外電路接有R=12 Ω的電阻及一只發(fā)光電壓和熄滅電壓都為12 V的氖泡L.求：

（1）當(dāng)S接e時(shí)，電流表讀數(shù)為多少？R的熱功率為多大？10 min內(nèi)外力對(duì)線框做功多少？

（2）當(dāng)S接f時(shí)，氖泡閃光頻率為多大？通電10 min，氖泡發(fā)光總時(shí)間為多少？（線框電阻不計(jì)）

圖3-2-18

Answer 1

（1）1.41 A  24 W  1.44×10⁴J  （2）4 Hz  400 s.

解析:

對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈，電動(dòng)勢(shì)的最大值為E_m=nBSω=250××0.12×0.10×4πV=24 V，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e=24sin4πt V.

（1）當(dāng)S接e時(shí)，電路中的電流為I=A=A=1.41 A

R上的熱功率為P_R=I²R=24 W

在10 min時(shí)間內(nèi)外力做的功等于電路中的電熱Q=I²Rt=24×600 J=1.44×10⁴ J

（2）當(dāng)S接f時(shí),根據(jù)正弦曲線知，在交變電流的每一個(gè)周期，氖管閃光兩次，每次閃光的時(shí)間為，因T=s，所以閃光頻率f=4 Hz，閃光的總時(shí)間t_總=×=400 s.