一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝,线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以

一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝,线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以如图所示的角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.(1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向.(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大?(3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大?(4)设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计,线圈转一周,柴油机做多少功?(5)从图示位置开始,线圈转过60°的过程中通过R的电量是多少?(6)图中电流表和电压表的示数各是多少?
2026年09月27日 04:47
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网友(1):

(1)电流方向如图所示

(2)根据E=Blv
得Em=NBωS=NBωL2
(3)根据公式e=Emcosθ,线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为:
e=Emcos60°=

1
2
NBL2ω
(4)电动势的有效值:E=
2
2
Em
电流的有效值:I=
E
R+r

柴油机的功转化为电能,转-周做功:
W=EIT=2πN2B2ω2L2?
1
2(R+r)ω
=πN2B2ωL4?
1
R+r

(5)I平均=E平均?
1
R+r
=
N?△Φ
△t(R+r)

故q=I平均△t=
NBS?sin60°
R+r
=
3
NBL2
2(R+r)

(6)电动势的有效值:E=
2
2
Em
电流的有效值:I=
E
R+r
=
2
NBL2ω
2(R+r)

电压表读数为:U=IR=
2
NBL2ωR
2(R+r)

答:(1)此刻线圈感应电流的方向如图所示.
(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值为NBωL2;
(3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为
1
2
NBL2ω;
(4)设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计,线圈转一周,柴油机做功为πN2B2ωL4?
1
R+r
;
(5)从图示位置开始,线圈转过60°的过程中通过R的电量是
3
NBL2
2(R+r)
;
(6)图中电流表的示数是
2
NBL2ω
2(R+r)
,电压表的示数是
2
NBL2ωR
2(R+r)
.