问题 计算题

在图甲所示区域(图中直角坐标系xOy的I,Ⅲ象限)内有匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小为B,半径为l,圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图面内沿逆时针方向匀速转动,导线框回路电阻为R。

(1)求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f;

(2)在图乙中画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象。(规定与图甲中线框的位置相应的时刻为t=0)

答案

解:(1)在从图甲位置开始(t=0)转过60°的过程中,经△t,转角△θ=ω△t

回路的磁通量为:

由法拉第电磁感应定律,感应电动势为:

因匀速转动,这就是最大的感应电动势,由闭合欧姆定律可求得:

前半圈和后半圈I(t)相同,故感应电流频率等于旋转频率的2倍:

(2)图线如图所示:

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