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  • 电机转子是边长为0.2米的正方形，线圈匝数为100匝，内阻8欧，初始位置如图所示，以ad、bc中点连线为轴用600转/分的转速在1π特斯拉的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24欧，则：（1）从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式．（2）灯泡的实际消耗功率为多大？（3）线圈从图示位置转过π2的过程中外力做的功．（4）线圈从图示位置转过π3的过程中通过线圈某截面的电量q．试题及答案-解答题-云返教育

      • 试题详情

      电机转子是边长为0.2米的正方形，线圈匝数为100匝，内阻8欧，初始位置如图所示，以ad、bc中点连线为轴用600转/分的转速在
      1
      π
      特斯拉的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24欧，则：
      （1）从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式．
      （2）灯泡的实际消耗功率为多大？
      （3）线圈从图示位置转过
      π
      2
      的过程中外力做的功．
      （4）线圈从图示位置转过
      π
      3
      的过程中通过线圈某截面的电量q．

      试题解答

      见解析
      解：（1）线圈的角速度ω=2πn=2π×
      600
      60
      rad/s=20πrad/s，感应电动势的最大值为Em=nBSω=100×
      1
      π
      ×0.22×20πV=80V．则从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt=80Emsin20πt（V）．
      （2）电动势的有效值为E=
      √2
      2
      Em=40
      √2
      V，电路中电流的有效值为I=
      E
      R+r
      =
      40
      √2
      24+8
      A=
      5
      4
      √2
      A
      灯泡的实际消耗功率为P=I      2R=75W
      （3）线圈从图示位置转过
      π
      2
      的过程中外力做的功W=I2（R+r）t，t=
      π
      2
      ω
      =
      1
      40
      s，解得W=2.5J．
      （4）线圈从图示位置转过
      π
      3
      的过程中线圈磁通量的变化量为△Φ=BS-BScos
      π
      3
      =
      1
      2
      BS
      通过线圈某截面的电量q=n
      △Φ
      R+r
      =100×
      0.5×
      1
      π
      ×0．22
      32
      C=
      1
      16π
      C
      答：
      （1）从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e=80E      msin20πt（V）．
      （2）灯泡的实际消耗功率为75W．
      （3）线圈从图示位置转过
      π
      2
      的过程中外力做的功是2.5J．
      （4）线圈从图示位置转过
      π
      3
      的过程中通过线圈某截面的电量q=
      1
      16π
      C．
      标签
      选修2-1人教版解答题高中物理

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