如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO’轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈匝数n=40匝,ab边长l1=0.5m,bc

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  • 解题思路:(1)线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为Em=NBSω,写出感应电动势的瞬时表达式,再根据欧姆定律求出电流的瞬时表达式.(2)电流表测量电流的有效值.根据E=Em2和欧姆定律求出电流的有效值.(3)用电器消耗的电功率P=I2R,I是电流的有效值.(4)电容器的耐压值对应电动势的最大值.

    (1)线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为:Em=nBSω

    代入数据得:Em=40×0.2×0.5×0.4×100V=160 V

    则感应电动势的瞬时值:e=Emsinωt=160sin100t,

    根据欧姆定律可知,电流的瞬时表达式:i=[e/R+r]=16sin100t(A);

    (2)电流表读数即为该交流电的有效值,则:I=

    Im

    2=

    16

    2=8

    2A;

    (3)小灯泡消耗的电功率:P=I2R=(8

    2)2×9W=1652J.

    (4)电容器的耐压值为电压的最大值,故其耐压值应大于等于电源的电动势的最大值;故为160V;

    答:(1)线圈中产生的最大感应电动势为400V,电流的瞬时表达式i=16sin100t(A).

    (2)电流表A的读数为8

    2A.

    (3)用电器上消耗的电功率为1652W.

    (4)其耐压值至少为160V

    点评:

    本题考点: 交流的峰值、有效值以及它们的关系;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.

    考点点评: 本题考查交变电流最大值、有效值的理解和应用的能力,对于交流电表的测量值、计算交流电功率、电功等都用到有效值;只有电容器的耐压值对应最大值.

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