| 动生电动势 题目答案及解析

稿件来源:高途

| 动生电动势题目答案及解析如下,仅供参考!

选修3-2

第四章 电磁感应

4.5 电磁感应现象的两类情况

动生电动势

圆筒式磁力耦合器由内转子、外转子两部分组成。工作原理如图甲所示。内、外转子可绕中心轴$OO'$转动。外转子半径为$r_{1}$,由四个相同的单匝线圈紧密围成,每个线圈的电阻均为$R$,直边的长度均为$L$,与轴线平行。内转子半径为$r_{2}$,由四个形状相同的永磁体组成,磁体产生径向磁场,线圈处的磁感应强度大小均为$B$。外转子始终以角速度$\omega_{0}$匀速转动,某时刻线圈$abcd$的直边$ab$$cd$处的磁场方向如图乙所示。

若内转子固定,求$ab$边产生感应电动势的大小$E$

[["

$BL\\omega_{0}r_{1}$

"]]

根据题意可知,$ab$转动时的线速度为$v=\omega_{0}r_{1}$

$ab$产生的感应电动势$E_{1}=BLv=BL\omega_{0}r_{1}$

若内转子固定,求外转子转动一周,线圈$abcd$产生的焦耳热$Q$

[["

$\\dfrac{8\\pi B^{2}L^{2}\\omega_{0}r_{1}^{2}}{R}$

"]]

根据题意,由图可知,若内转子固定,外转子转动过程中,$ab$$cd$均切割磁感线,且产生的感应电流方向相反,则转动过程中感应电动势为$E_{2}=2BLv=2BL\omega_{0}r_{1}$

感应电流为$I=\dfrac{E_{2}}{R}$

转子转动的周期为$T=\dfrac{2\pi}{\omega_{0}}$

$abcd$转一圈产生的热量$Q=I^{2}RT=\dfrac{8\pi B^{2}L^{2}r_{1}^{2}\omega_{0}}{R}$

若内转子不固定,外转子带动内转子匀速转动,此时线圈中感应电流为$I$,求线圈$abcd$中电流的周期$T$

[["

$\\dfrac{2\\pi BLr_{1}}{IR}$

"]]

结合图可知,转子转动$\dfrac{1}{4}T$电流方向改变,大小不变,若内转子不固定,跟着外转子一起转,且$abcd$中的电流为$I$,则感应电动势为$E'=IR$

又有$E'=2BL\Delta v$

解得$\Delta v=\dfrac{IR}{2BL}$

则电流改变方向的时间为$t=\dfrac{\dfrac{1}{4} \times 2\pi r_{1}}{\Delta v}=\dfrac{BL\pi r_{1}}{IR}$

则电流的周期为$T=2t=\dfrac{2BL\pi r_{1}}{IR}$

| 动生电动势题目答案及解析(完整版)

去刷题
相关题库:
如图所示,一细金属导体棒在匀强磁场中沿纸面由静止开始向右运动,磁场方向垂直纸面向里。不考虑棒中自由电子的热运动。下列选项正确的是 跑步机是一种健身器材,图甲为一种可测速跑步机的简单原理图。跑步机的底座固定一对间距、宽度的平行金属电极,其间充满磁感应强度、方向垂直纸面向里的匀强磁场,左侧与电压传感器(看成理想电压表)和阻值为的电阻连接,绝缘橡胶带上每隔距离就嵌入一个电阻的平行金属条。跑步机工作时绝缘橡胶带跟随脚步一起运动,金属条与电极接触良好,且任意时刻仅有一根金属条处于磁场中。健身者在一次跑步过程中,电压传感器将其两端的电压即时采集并输入电脑,获得的电压随时间变化的关系图像如图乙所示。 自系统是由若干控制器和传感器组成,评估汽车当前速度和移动情况,并检查踏板上是否有驾驶者介入,若是判断安全气囊弹出后驾驶者没有踩踏板或是踩踏力度不够,则启动电子稳定控制机制,向车轮施加与车辆速度和移动幅度匹配的制动力,以防止二次事故发生。 如图,“”形导线框置于磁感应强度大小为、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直,各边长均为。线框绕、所在直线以角速度顺时针匀速转动,与磁场方向垂直。时,与水平面平行,则 如图为一种交流发电装置的示意图,长度为、间距为的两平行金属电极固定在同一水平面内,两电极之间的区域和区域Ⅱ有竖直方向的磁场,磁感应强度大小均为、方向相反,区域边界是边长为的正方形,区域Ⅱ边界是长为、宽为的矩形。传送带从两电极之间以速度匀速通过,传送带上每隔固定一根垂直运动方向、长度为的导体棒,导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为 如图所示,长度均为的两根光滑金属直导轨和固定在水平绝缘桌面上,两者平行且相距,、连线垂直于导轨,定滑轮位于、连线中点正上方处。和单位长度的电阻均为,、间连接一阻值为的电阻。空间有垂直于桌面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。过定滑轮的不可伸长绝缘轻绳拉动质量为、电阻不计的金属杆沿导轨向右做匀速直线运动,速度大小为。零时刻,金属杆位于、连线处。金属杆在导轨上时与导轨始终垂直且接触良好,重力加速度大小为。
今日推荐