Question

【題目】如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T、匝數(shù)為n＝50匝的矩形線(xiàn)圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每匝線(xiàn)圈長(zhǎng)為L＝25 cm、寬為d＝20 cm.線(xiàn)圈每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)1 500轉(zhuǎn)，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，從線(xiàn)圈平面經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)．

(1)寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的瞬時(shí)值表達(dá)式；

(2)若每匝線(xiàn)圈本身電阻r＝0.02 Ω，外接一阻值為13 Ω的用電器，使線(xiàn)圈與外電路組成閉合電路，寫(xiě)出感應(yīng)電流i的瞬時(shí)值表達(dá)式；

(3)若從線(xiàn)圈平面垂直于磁感線(xiàn)的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e′和感應(yīng)電流i′的瞬時(shí)值表達(dá)式如何？

(4)畫(huà)出(1)(2)中的e－t、i－t圖象．

Answer 1

【答案】(1)e＝196cos50πtV　 (2)i＝14cos50πtA　 (3)e′＝196sin50πtV　i′＝14sin50πtA

(4)

【解析】試題分析：先根據(jù) 求出最大值，再寫(xiě)出電動(dòng)勢(shì)和電流的瞬時(shí)表達(dá)式；根據(jù)閉合電路的歐姆定律即可求解電流i的瞬時(shí)值表達(dá)式；根據(jù)函數(shù)關(guān)系作出圖象．

(1)線(xiàn)圈匝數(shù)n=50，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，

線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=2πf= 50π rad/s，

線(xiàn)圈的面積S=Ld=0.05 m2

所以

從圖示位置計(jì)時(shí)，有

(2)若r=0.02 Ω，則r′=50r=1Ω

則

(3)若從線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)垂直的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為

感應(yīng)電流的瞬時(shí)值為

(4)因?yàn)?/span>，所以。，。e－t、i－t圖象分別如圖a、b所示．