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【题目】如图甲所示,边长为L的正方形金属线框位于竖直平面内,线框的匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连.线框所在空间有方向水平向右的匀强磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示,其中均为已知.0~的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度匀速转动.

(1)求0~时间内电阻R两端的电压大小.

(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中,求电流通过电阻R产生的热量.

(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,求通过电阻R的电荷量.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)0-t1时间内,线框中的感应电动势

根据闭合电路的欧姆定律可知,通过电阻R的电流

所以电阻R两端的电压.

(2)线框匀速转动产生的感应电动势的最大值

感应电动势的有效值

通过电阻R的电流的有效值

线框转动一周所需的时间

此过程中,电阻R产生的热量

.

(3)线框从图甲所示位置转过90°的过程中,

平均感应电动势

平均感应电流

通过电阻R的电荷量.

练习册系列答案
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