如下图甲所示，边长为l和L的矩形线框aa′、bb′互相垂直，彼此绝缘，可绕中心轴O1O2转动，将两线框的始端并在一起接到滑环C上，末端并在一起接到滑环D上，C、D彼此绝缘，外电路通过电刷跟C、D连接，线框处于磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场中，磁场边缘中心的张角为45°,如下图乙所示（图中的圆表示圆柱形铁芯，它使磁铁和铁芯之间的磁场沿半径方向，如图箭头方向所示）.不论线框转到磁场中的什么位置,磁场的方向总是沿着线框平面,磁场中长为l的线框边所处的磁感应强度大小恒为B,设线框aa′和bb′的电阻都是r,两个线框为角速度ω逆时针匀速转动,电阻R=2r.

(1)求线框aa′转到如乙图所示位置时,感应电动势的大小;

(2)求转动过程中电阻R上的电压的最大值;

(3)从线框aa′进入磁场开始计时,作出0～T(T是线框转动周期)的时间内通过R的电流iR随时间变化的图象;

(4)求在外力驱动下两线框转动一周所做的功.

图1-4

解析：(1)不管转到何位置,磁场方向、速度方向都垂直,所以有

E=2Blv=2Bl× =BlLω

(2)在线圈转动过程中,只有一个线框产生电动势,相当电源,另一线框与电阻R并联组成外电路,故

(3)流过R的电流

图象如图所示

图1-5

(4)每个线圈作为电源时产生的功率为

根据能量守恒定律得两个线圈转动一周外力所做的功为

 

答案：（1）BlLω　（2）BlLω（3）（4）


关闭