如图a所示,将一个矩形线圈固定在转轴OO′上,并以100rad/s的角速度作匀速转动.线圈两条边AB、CD所在位置的磁场

如图a所示,将一个矩形线圈固定在转轴OO′上,并以100rad/s的角速度作匀速转动.线圈两条边AB、CD所在位置的磁场大小为B=0.01T,磁场分布如图b所示(图b为发电机的一个截面图).矩形线圈的匝数为n=100匝,线圈AB边长L1=30cm,BC边长L2=30cm,线圈的总电阻为r=100Ω,现在给线圈连接两个阻值相同的电阻R1=R2=200Ω和一个理想交流电流表、一个理想二极管.忽略磁场的边界效应.

① 请定性说明线圈从图b所示位置逆时针转过60°的过程中,通过线圈横截面的磁通量是否发生变化,如果变化那么是变大还是变小?

② 请计算通过电流表的电流有效值多大?

③ 请计算在10分钟时间内,电阻R1、R2上产生的热量各为多少?

如图 2007杭州二中高三第八次月考理综25题 有图 我可能发不了 第2、3小题过程

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8个回答

1）会变化,从零逐渐增大

2）线圈上的电动势呈周期性变化,1/3周期正向,1/6周期为零,1/3周期反向,1/6周期为零,且在每个有电动势的周期内电压是不变的（波形为方波）

E=nwBL1L2=9V

先不看二极管,R1、R2是并联关系,在正向周期内（假设该半周期二极管正向导通）,R1和R2的等效电阻为R=100Ω

I1=E/(R+r)=0.045A

反向周期内（该半周期二极管反向截断）,仅R1上有电流

I2=E/(R1+r)=0.03A

另1/3周期无电流

根据有效值定义：把直流电和交流电分别通过两个相同的电阻器件,如果在相同时间内它们产生的热量相等,那么就把此直流电的电压、电流作为此交流电的有效值.

I=根号[(I1^2*R*T/3+I2^2*R*T/3)/RT]=0.0312A

3）由于10min远大于一个周期,故不考虑不完整周期的电功率

周期数为N=10*60s/(2π/w)=9549

R1上的电流在正向周期为I1'=I1/2=0.0225A

在反向周期为I2'=I2=0.03A

R1上的热量Q1=(I1'^2*R1*T/3+I2'^2*R1*T/3)*N=56.25J

R2上的电流在正向周期为I1''=I1/2=0.0225A

在反向周期为I2''=0A

R2上的热量Q2=I1''^2*R2*T/3*N=20.25J

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