
(22-23高二下·江苏徐州·期中)如图所示为某发电机的原理图。发电机的矩形线圈abcd固定,磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴匀速转动,图示位置线圈平面恰与磁场垂直。已知磁体间的磁场为匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁体转动的角速度为ω,线圈匝数为N,矩形线圈abcd的面积为S,线圈总电阻为r,外接电阻R和理想二极管相连。求:
(1)线圈产生感应电动势的最大值;
(2)磁体从图示位置转过60°过程中,通过电阻R的电量q;
(3)磁体转动一个周期,电阻R上产生的电热Q。
【答案】(1);(2)
;(3)
【知识点】根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热、计算转动过程中通过线圈截面的电量
【详解】(1)线圈产生感应电动势的最大值为
(2)根据法拉第电磁感应定律可得
根据闭合回路欧姆定律可得
故磁体从图示位置转过60°过程中,通过电阻R的电量为
(3)线圈产生感应电动势的有效值为
外接电阻R和理想二极管相连,因此一个周期内只有半个周期有电流通过,故磁体转动一个周期,电阻R上产生的电热为
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