电机转子是边长为0.2米的正方形,线圈匝数为100匝,内阻8欧,初始位置如图所示,以ad、bc中点连线为轴用600转/分的转速在特斯拉的匀强磁场中转动,灯泡电阻为24欧,则:
(1)从图示位置开始计时,写出感应电动势的瞬时值表达式.
(2)灯泡的实际消耗功率为多大?
(3)线圈从图示位置转过的过程中外力做的功.
(4)线圈从图示位置转过的过程中通过线圈某截面的电量q.
(1)线圈的角速度ω=2πn=2π×rad/s=20πrad/s,感应电动势的最大值为Em=nBSω=100××0.22×20πV=80V.则从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt=80Emsin20πt(V).
(2)电动势的有效值为E=Em=40V,电路中电流的有效值为I==A=A
灯泡的实际消耗功率为P=I2R=75W
(3)线圈从图示位置转过的过程中外力做的功W=I2(R+r)t,t==s,解得W=2.5J.
(4)线圈从图示位置转过的过程中线圈磁通量的变化量为△Φ=BS-BScos=BS
通过线圈某截面的电量q=n=100×C=C
答:
(1)从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为e=80Emsin20πt(V).
(2)灯泡的实际消耗功率为75W.
(3)线圈从图示位置转过的过程中外力做的功是2.5J.
(4)线圈从图示位置转过的过程中通过线圈某截面的电量q=C.