Question

（16分）如圖所示，矩形線框abcd放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，其匝數(shù)為N，面積為S，總電阻為R，t=0時(shí)刻開始繞軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖a、b、c，求：

（1）三種情景中能產(chǎn)生交變電流的是哪些？寫出相應(yīng)的電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；

（2）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的熱量及流過導(dǎo)線某一橫截面的電荷量；

（3）能產(chǎn)生交流電時(shí)的電流的有效值是多少？熱功率是多少？電功率呢？

Answer 1

解析：

（1）當(dāng)按（a）情景轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過線框的碰通量始終為零，無變化，故無交變電流產(chǎn)生。（b）、（c）情景可產(chǎn)生交變電流，且時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢都取最大值，故電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為。

（2）對（b）、（c）情景而言，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)勢由最大值變?yōu)榱�，仍可用交流電的有效值�?jì)算熱量。

電動(dòng)勢的有效值 

轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間為

線圈產(chǎn)生的熱量 

t時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢

電流的平均值

故流過導(dǎo)線某一橫截面的電荷量：

（3）電流的有效值

熱功率、電功率為