命题视角2 "四值"的综合应用
如图所示,线圈abcd的面积是0.05 m2,共100匝,线圈电阻为1 Ω,外接电阻R为9 Ω,匀强磁场的磁感应强度为B= T,当线圈以300 r/min的转速匀速转动时,求:
(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)线圈转过 s时电动势的瞬时值多大?
(3)电路中电压表和电流表的示数各是多少?
(4)从中性面开始计时,经 s通过电阻R的电荷量为多少?
[思路点拨] (1)由磁场和线圈的转动情况可确定瞬时值表达式.
(2)电压表和电流表的示数为电路中电压和电流的有效值.
(3)电荷量的计算则需用该时间内的平均值.
[解析] (1)e=Emsin ωt=NBS2πnsin(2πnt)=100××0.05×2π×sin V=50sin (10πt) V.
(2)当t= s时e=50sin V≈43.3 V.
(3)电动势的有效值为E== V≈35.4 V,
电流表示数I== A=3.54 A,
电压表示数U=IR=3.54×9 V=31.86 V.
(4) s内线圈转过的角度
θ=ωt=×2π×=,
该过程ΔΦ=BS-BScos θ=BS,