如图(甲)所示,长,宽分别为l和L的矩形线框aa′可绕中心轴O1O2转动,通过电刷C、D跟外电路连接.线框位于如图(乙)所示的区域性辐向磁场中,磁场区域的中心张角为45°,不论线框

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 电功率/2022-12-13 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图(甲)所示,长,宽分别为l和L的矩形线框aa′可绕中心轴O1O2转动,通过电刷C、D跟外电路连接.线框位于如图(乙)所示的区域性辐向磁场中,磁场区域的中心张角为45°,不论线框转到磁场中的什么位置,磁场的方向总是沿着线框平面,磁场中长为l的线框边所在处的磁感应强度大小恒为B,设线框aa’的电阻为r,以角速度ω逆时针匀速转动,电阻R=2r.

魔方格

(1)求线框aa′转到图(乙)位置时感应电动势的大小;
(2)从线框aa′进入磁场开始计时,作出0~T(T是线框转动周期)时间内通过R的电流iR随时间变化的图象;
(3)求R上的发热功率.

◎ 答案

(1)由题,线框转到磁场中的任何位置时,磁场的方向总是沿着线框平面,则线框切线感线的速度方向始终与磁感线垂直,则感应电动势的大小E=2Blv=2Blω
L
2
=BlLω.
魔方格

(2)线框aa′进入磁场,线框中感应电流为I=
E
R+r
=
BlLω
3r
.作出电流的图象如图.
(3)设该电流的有效值为I,根据有效值的定义得
   
I2有
RT=2I2R?
T
8

解得,I=
BlLω
6r

故R上的发热功率为P=
I2有
R=
B2l2L2ω2
12r

答:
(1)线框aa′转到图(乙)位置时感应电动势的大小为
BlLω
3r

(2)从线框aa′进入磁场开始计时,作出0~T(T是线框转动周期)时间内通过R的电流iR随时间变化的图象如图所示;
(3)R上的发热功率是
B2l2L2ω2
12r

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图(甲)所示,长,宽分别为l和L的矩形线框aa′可绕中心轴O1O2转动,通过电刷C、D跟外电路连接.线框位于如图(乙)所示的区域性辐向磁场中,磁场区域的中心张角为45°,不论线框…”主要考查了你对  【电功】,【电功率】,【闭合电路欧姆定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】  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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