问题 问答题

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

1
π
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

π
2
的过程中外力做的功.

(4)线圈从图示位置转过

π
3
的过程中通过线圈某截面的电量q.

答案

(1)线圈的角速度ω=2πn=2π×

600
60
rad/s=20πrad/s,感应电动势的最大值为Em=nBSω=100×
1
π
×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=

2
2
Em=40
2
V,电路中电流的有效值为I=
E
R+r
=
40
2
24+8
A
=
5
4
2
A

灯泡的实际消耗功率为P=I2R=75W

(3)线圈从图示位置转过

π
2
的过程中外力做的功W=I2(R+r)t,t=
π
2
ω
=
1
40
s
,解得W=2.5J.

(4)线圈从图示位置转过

π
3
的过程中线圈磁通量的变化量为△Φ=BS-BScos
π
3
=
1
2
BS

通过线圈某截面的电量q=n

△Φ
R+r
=100×
0.5×
1
π
×0.22
32
C=
1
16π
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

π
2
的过程中外力做的功是2.5J.

(4)线圈从图示位置转过

π
3
的过程中通过线圈某截面的电量q=
1
16π
C.

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