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某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为49π,磁场均沿半径方向.匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l.线圈

网友投稿  2023-04-18 00:00:00  零零社区

◎ 题目

某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为
4
9
π,磁场均沿半径方向.匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场.在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直.线圈的总电阻为r,外接电阻为R.求:
(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em
(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F;
(3)外接电阻上电流的有效值I.
魔方格

◎ 答案

(1)bc、ad 边的运动速度v=ω
l
2

 感应电动势Em=4NBlv
 解得Em=2NBl2ω
(2)根据欧姆定律得
电流 Im=
Em
R+r

 安培力F=2NBlml
 解得F=
4N2B2l3ω
R+r

(3)一个周期内,通电时间 t=
4
9
T
R 上消耗的电能W=
I2m
Rt
且W=I2RT
解得I=
4NBl2ω
3(R+r)

答:(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小是2NBl2ω;
(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小是
4N2B2l3ω
R+r

(3)外接电阻上电流的有效值是
4NBl2ω
3(R+r)

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为49π,磁场均沿半径方向.匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l.线圈…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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