物理.高二.电学

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/16 12:50:34
如图,边长为L1=0.2 m 和L2=0.1m的矩形线框放在磁感应强度为B=10T的匀强磁场中,线框与阻值R=5欧的电阻连接,线框以50rad/s的角速度绕垂直磁场的轴 oo'转动,线框和导线的电阻不计.求从图示位置转过90度的过程中:
1.电阻R上产生的热量.
2.电阻R上通过的电量.

图一会给.
我知道思路.
只要知道电流I就没问题了.可惜我不懂怎么求.
具体过程,多谢
https://gss0.baidu.com/7LsWdDW5_xN3otqbppnN2DJv/loser_c/pic/item/dea353094842e2046b60fb9a.jpeg

假设从图示位置开始转动,则瞬时电动势e=nBSwcoswt
代入数据,得e=10cos50t (V)
最大值Em=10 V
有效值可以通过积分获得,E=5√2 V

转过90度就是1/4周期,可以用有效值来算
I=E/R=√2 A
t=π/2 / 50rad/s = π/100 s
热量Q=I^2*R*t=π/10 J≈0.314 J

电量Q=ΔΦ/R(这个公式就不证明了吧)
ΔΦ=BS=0.2 Wb
Q=ΔΦ/R=0.04 C

高中方法就是这样,最小能计算到1/4周期或起整数倍内的热量、电量
再小的就必须用定积分

求热量,只能用电流的有效值,就是Imax/根号2。然后再用这个值的平方乘以电阻值,再乘以时间。 式中Imax表示电流最大值。
求电量用的是电流的平均值,印象中是2乘以Imax/圆周率。然后用这个值乘以时间。
具体证明用的是积分,高中不会要求的。

E=B*S/T
T=2*pai/w
s为90读时的面积
电量只与磁通量有关
取始末状态可得

我手上没有高中教材,不知道现在高中教材电磁学方面的深度。解答中使用的公式或概念,如果高中还没学过,请指出。

矩形面积 S = L1 * L2 = 0.02 m²
磁感应强度 B = 10T = 10 韦伯/米²
矩形线圈与 B 成 θ角时,线圈面积在 垂直于B方向 的方向上的投影面积
S' = S sinθ 。(对于图示初始位置 θ = 0)
θ = ωt, 其中 ω = 50 rad/s
通过线圈的磁通量 Φ = BSsinθ = BSsinωt
磁感应电动势 U(t) = -dΦ/dt = -BSωcosωt, 忽略电动势的方向 = BSωcosωt
(若 U(t) = -dΦ/dt 尚未学过,那么你们教材上应该有公式 U(t) = BSωcosωt 之类的)
感应电流 I(t) = U(t)/R = (BSω/R)co