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一个线圈共有N匝,总电阻为r,两端通过滑环外接一个定值电阻R,位于线圈平面内的转轴垂直于匀强磁场方向,线圈绕轴以角速度ω匀速转动,在转动过程中穿过线圈所围面积的磁通量最大

题目详情
一个线圈共有N匝,总电阻为r,两端通过滑环外接一个定值电阻R,位于线圈平面内的转轴垂直于匀强磁场方向,线圈绕轴以角速度ω匀速转动,在转动过程中穿过线圈所围面积的磁通量最大值为φ,求:
(1)闭合电路中电流的有效值
(2)线圈从磁通量最大转到磁通量最小的过程中,通过R的电量q
(3)外力的功率.
▼优质解答
答案和解析
(1)设线圈从中性面开始转动,则线圈中所产生的感应电动势为e=NBSωsinωt=Nφωsinωt(V) 
回路中的电流i=
e
R+r
=
Nφωsinωt
R+r

电流的有效值为I=
Im
2
2
Nφω
2(R+r)

 (2)设从磁通量最大转到磁通量最小,时间为△t,通过R的电量q则q=
.
I
△t=
N∅
R+r

 (3)由能的转化和守恒可知:P=P=
e2
r+R
N2∅2
2(R+r)

答:(1)闭合电路中电流的有效值为
2
Nφω
2(R+r)

(2)线圈从磁通量最大转到磁通量最小的过程中,通过R的电量为
N∅
R+r

(3)外力的功率为
N2∅2
2(R+r)