Question

16．如圖所示，邊長L=0.2m的正方形線圈abcd，其匝數n=l0，總電阻r=2Ω，外電路的電阻R=8Ω，ab邊的中點和cd邊的中點的連線OO′恰好位于勻強磁場的邊界線上，磁場的磁感應強度B=1T，若線圈從圖示位置開始計時，以角速度ω=2rad/s繞OO′軸勻速轉動．則以下判斷中正確的是（　　）

• A． 在t=$\frac{π}{4}$s時刻，感應電動勢最大
• B． 閉合電路中感應電動勢的瞬時表達式為E=0.8sin2t
• C． 從t=0時到t=$\frac{π}{4}$s時刻，通過電阻R的電量q=0.02C
• D． 從t=0時到t=$\frac{π}{4}$s時刻，電阻R上產生的熱量為Q=3.2π×10^-4J

Answer 1

分析 線框在勻強磁場中勻速轉動，產生正弦式交變電流，根據規(guī)律可列出感應電動勢的瞬時表達式，最大值與有效值的$\sqrt{2}$倍；每當線框通過中性面時，電流方向改變；當磁通量為零時，線框切割速度最大，產生的電動勢也最大．

解答 解：A、T=$\frac{2π}{ω}$=πS，在t=$\frac{π}{4}$ s時刻，線圈從圖示位置轉過90°，此時磁場穿過線圈的磁通量最小，感應電動勢最大；故A正確；
B、閉合電路中感應電動勢的瞬時表達式e=E_msinωt，而E_m=nBSω，所以e=nBL²ωsinωt=0.4sin2t．故B錯誤；
C、由q=N$\frac{△Φ}{R+r}$=10×$\frac{1×0．{2}^{2}×\frac{1}{2}}{8+2}$C=0.02C，故C正確；
D、從t=O時到t=$\frac{π}{4}$ 時刻，電阻R上產生的熱量為Q=I²Rt=（$\frac{{U}_{m}}{\sqrt{2}（r+R）}$）²Rt=（$\frac{0.8}{\sqrt{2}（8+2）}$）²×8×$\frac{π}{4}$=1.6π×10^-4J，故D錯誤；
故選：AC．

點評 線框在勻強磁場中勻速轉動，產生正弦式交變電流．而對于電表讀數、求產生的熱量均由交變電的有效值來確定，而涉及到耐壓值時，則由最大值來確定．而通過某一電量時，則用平均值來求．同時注意磁場只有一半．