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$ab$与$cd$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$v=\omega_{0}r_{1}$
则$ab$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$T=\dfrac{2\pi}{\omega_{0}}$
则$abcd$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)