Question

(15分)如圖12甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線(xiàn)圈水平放置，線(xiàn)圈的兩端接一只小燈泡，在線(xiàn)圈所在空間內(nèi)存在著與線(xiàn)圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)．已知線(xiàn)圈的匝數(shù)n＝100匝，電阻r＝1.0 Ω，所圍成矩形的面積S＝0.040 m²，小燈泡的電阻R＝9.0 Ω，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按如圖12乙所示的規(guī)律變化，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝nB_mScos(t)，其中B_m為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，T為磁場(chǎng)變化的周期．不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化，求：

 (1)線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；

(2)小燈泡消耗的電功率；

(3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0～的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)小燈泡的電荷量．

 

 

Answer 1

【答案】

(1)8.0 V　(2)2.88 W　(3)4.0×10^{－3 C}

【解析】(1)由圖象知，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T＝3.14×10^－2s，所以

E_m＝nB_mSω＝＝8.0 V.

(2)電流的最大值I_m＝＝0.80 A，

有效值I＝＝ A，

小燈泡消耗的電功率P＝I²R＝2.88 W.

(3)在0～時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的平均值＝，

平均電流＝＝，

流過(guò)燈泡的電荷量Q＝Δt＝＝4.0×10^{－3 C.}