Question

9．如圖所示，線(xiàn)圈的面積是0.05m²，共100匝，線(xiàn)圈電阻為1Ω，外接電阻R=9Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=$\frac{1}{π}$T，當(dāng)線(xiàn)圈以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，求：
（1）若從線(xiàn)圈處于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式
（2）線(xiàn)圈轉(zhuǎn)了$\frac{1}{30}$ s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大？
（3）電路中流過(guò)電阻R的電流的峰值是多少？

Answer 1

分析 根據(jù)峰值的表達(dá)式求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，從而寫(xiě)出從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)瞬時(shí)值的表達(dá)式，得出線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)$\frac{1}{30}$s電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值的大小

解答 解：（1）線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=2πn=2π×5=10πrad/s，
則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值E_m=NBSω=100×$\frac{1}{π}$×0.05×10πV=50V，
則從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式e=E_msinωt=50sin10πtV．
（2）當(dāng)t=$\frac{1}{30}$時(shí)，e=E_msinωt=50sin10πtV=50sin$\frac{π}{3}$=25$\sqrt{3}$V．
（3）電流的峰值為${I}_{m}=\frac{{E}_{m}}{r+R}$=5A
答：（1）線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=50sin10πtV．
    （2）線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)$\frac{1}{30}$s電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為25$\sqrt{3}$V
     （3）電流的峰值為${I}_{m}=\frac{{E}_{m}}{r+R}$=5A

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道正弦式交流電的瞬時(shí)表達(dá)式，知道峰值表達(dá)式，并能靈活運(yùn)用．