如圖15（*）所示，一固定的矩形導體線圈水平放置，線圈的兩端接一隻小燈泡，在線圈所在空間內均勻分佈着與線圈平面...

問題詳情：

如圖15（*）所示，一固定的矩形導體線圈水平放置，線圈的兩端接一隻小燈泡，在線圈所在空間內均勻分佈着與線圈平面垂直的磁場。已知線圈的匝數n=100匝，電阻r=1.0Ω，所圍成矩形的面積S=0.040m2，小燈泡的電阻R=9.0Ω，磁場的磁感應強度隨時間按如圖15（乙）所示的規律變化，線圈中產生的感應電動勢的瞬時值的表達式為e=，其中Bm為磁感應強度的最大值，T為磁場變化的週期。不計燈絲電阻隨温度的變化，求：

（1）線圈中產生感應電動勢的最大值。

（2）小燈泡消耗的電功率。

（3）在磁感應強度變化0～T/4的時間內，通過小燈泡的電荷量

【回答】

解：（1）因為線圈中產生的感應電流變化的週期與磁場變化的週期相同，所以由圖象可知，線圈中產生交變電流的週期為 T=3.14×10-2s。

所以線圈中感應電動勢的最大值為  E=2πnBmS/T=8.0V        （2分）

（2）根據歐姆定律，電路中電流的最大值為Im==0.80A

通過小燈泡電流的有效值為I=Im/＝0.40A，                （1分）

燈泡消耗的電功率為P=I2R=2.88W                                （2分）

（3）在磁感應強度變化1/4週期內，線圈中感應電動勢的平均值＝nS

    通過燈泡的平流均電                  （1分）

    通過燈泡的電荷量Q＝＝4.0×10-3C。             （2分）

知識點：未分類

題型：計算題