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

题型：不详难度：来源：

某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为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、方向始终与两条边的运动方向垂直，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E_m；
(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.

答案

(1)E_m＝2NBl²ω　(2)  (3)

解析

试题分析：(1)bc、ad边的运动速度v＝ω，感应电动势E_m＝4NBlv，解得E_m＝2NBl²ω.
(2)电流，安培力F＝2NBI_ml，解得.
(3)一个周期内，通电时间t＝T，R上消耗的电能W＝Rt，且W＝I²RT
解得.
点评：本题研究交变电流的产生，实质上是电磁感应知识的具体应用，是右手定则、法拉第电磁感应定律、安培力等知识的综合应用．