Question

如圖所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)．已知線圈的匝數(shù)n ＝100匝，總電阻r＝1.0 Ω，所圍成矩形的面積S＝0.040 m2，小燈泡的電阻R＝9.0 Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=nBmSωcosωt (V)其中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，ω=2π/T, T為磁場(chǎng)變化的周期，不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化，求：網(wǎng)

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(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；

(2)小燈泡兩端電壓

(3)小燈泡消耗的電功率；

(4)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0～T/4時(shí)間內(nèi)，通過(guò)小燈泡的電荷量

 

Answer 1

【答案】

略

【解析】(1)由圖象知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T＝3.14×10－2 s，

Bm = 1×10－2 T   （2分）

所以ω=2π/T     Em＝nBmSω＝＝8.0 V.  （2分）

(2) 電流的最大值Im＝＝0.80 A，（1分）  有效值I＝＝ A，（1分）

U=IR=18/5 V =5.1V          (2分）

(3) 小燈泡消耗的電功率P＝= I2R＝2.88 W.          （2分）

(4)在0～時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的平均值＝，   （1分）

平均電流＝＝，  （1分）

流過(guò)燈泡的電荷量Q＝Δt＝（1分）  Q＝4.0×10－3 C.   （1分）