如图所示,n=50匝的矩形线圈abcd,边长ab=20cm,bc=25cm,放在磁感强度B=0.4T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO’轴匀速转动

如图所示,n=50匝的矩形线圈abcd,边长ab=20cm,bc=25cm,放在磁感强度B=0.4T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO’轴匀速转动

题型:不详难度:来源:
如图所示,n=50匝的矩形线圈abcd,边长ab=20cm,bc=25cm,放在磁感强度B=0.4T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO’轴匀速转动,转动角速度ω=50rad/s,线圈的总电阻r=1Ω,外电路电阻R=9Ω.试求:
(1)线圈在图示位置(线圈平面与磁感线平行)时,感应电动势的大小.
(2)线圈从图示位置转动90°过程中通过电阻R的电量.
(3)1min时间内电阻R上产生的热量.魔方格
答案
(1)线圈在图示位置产生的感应电动势最大,
其大小为Em=nBωS=nBωab?bc
代入数据解得:Em=50V  
(2)转动过程中平均感应电动势E=n
△φ
t

I=
E
R+r

转动90°过程中△φ=BS
电量q=It
代入数据,解得q=0.1C
(3)线圈中产生的为余弦交流电,通过R的电流为:I=
Em


2
(R+r)

1min时间内产生的热量为:Q=I2Rt
代入数据得:Q=6.75×103J  
答:(1)线圈在图示位置(线圈平面与磁感线平行)时,感应电动势的大小为50V.
(2)线圈从图示位置转动90°过程中通过电阻R的电量0.1C.
(3)1min时间内电阻R上产生的热量为6.75×103J.
举一反三
如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.
(1)求初始时刻导体棒受到的安培力.
(2)导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?
(3)若在导体棒上加上按一定规律变化的水平外力可使金属棒做的简谐运动,这样在导体棒中产生正弦交变电流,则此外力的方向与速度方向的关系如何?提供的功率多大?(导体棒在平衡位置处的速度大小仍为v0

魔方格
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有三个用电器,其中一个为“220V 60W”的电风扇,一个为“220V 60W”的白炽灯,另一个是“220V 60W”的电热器,都在额定电压下工作相同的时间,比较这三个用电器产生的热量是(  )
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A.电风扇最多B.白炽灯最多C.电热器最多D.都一样
对于三个公式:W=UIt,W=I2Rt,W=U2t/R的适用范围,下列说法正确的是(  )
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A.这三个公式的适用范围相同
B.计算电功时第一个普遍适用,后两个只适用于纯电阻电路
C.计算电功时第二个普遍适用,其他两个只适用于纯电阻电路
D.这三个公式的适用范围与电路串、并联的方式有关
关于纯电阻用电器的热功率,下列说法正确的是(  )
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A.由P=I2R知,R越大P就越大
B.由P=U2/R知,R越大P就越小
C.在I一定时,P与R成正比
D.在U一定时,P与R成反比
电动机线圈的电阻为R,电动机正常工作时,两端电压为U,通过电流为I,工作时间为t,下列说法中正确的是(  )
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A.电动机消耗的电能为U2t/R
B.电动机消耗的电能为I2Rt
C.电动机线圈生热为I2Rt
D.电动机线圈生热为U2t/R