题目
磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中一个面积S=0.5m2的矩形线圈垂直于磁场放置,线圈共50匝,线圈电阻2欧姆。(1)求磁场方向与线圈平面垂直时,穿过线圈的磁通量大小?(2)若线圈在0.5s内绕中点连线OO′转过60°,求这段时间内的平均电动势和穿过导线横截面积的电荷量?
磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中一个面积S=0.5m2的矩形线圈垂直于磁场放置,线圈共50匝,线圈电阻2欧姆。(1)求磁场方向与线圈平面垂直时,穿过线圈的磁通量大小?
(2)若线圈在0.5s内绕中点连线OO′转过60°,求这段时间内的平均电动势和穿过导线横截面积的电荷量?
题目解答
答案
解:(1)当磁场方向与线圈平面垂直时,穿过线圈的磁通量大小为:
Φ=BS=0.8×0.5=0.4Wb
(2)当线圈在0.5s内绕中点连线OO′转过60°时,这段时间内磁通量的变化量为:
△Φ=BS-BScos60°=0.5BS=0.2Wb
根据法拉第电磁感应定律得这段时间内的平均电动势为:
$\overline{E}$=n$\frac{△Φ}{△t}$=50×$\frac{0.2}{0.5}$=20V
平均电流为:
$\overline{I}$=$\frac{\overline{E}}{R}$
穿过导线横截面积的电荷量为:
q=$\overline{I}$△t=n$\frac{△Φ}{R}$=50×$\frac{0.2}{2}$=5C
答:(1)磁场方向与线圈平面垂直时,穿过线圈的磁通量大小是0.4Wb。
(2)这段时间内的平均电动势是20V,穿过导线横截面积的电荷量是5C。
Φ=BS=0.8×0.5=0.4Wb
(2)当线圈在0.5s内绕中点连线OO′转过60°时,这段时间内磁通量的变化量为:
△Φ=BS-BScos60°=0.5BS=0.2Wb
根据法拉第电磁感应定律得这段时间内的平均电动势为:
$\overline{E}$=n$\frac{△Φ}{△t}$=50×$\frac{0.2}{0.5}$=20V
平均电流为:
$\overline{I}$=$\frac{\overline{E}}{R}$
穿过导线横截面积的电荷量为:
q=$\overline{I}$△t=n$\frac{△Φ}{R}$=50×$\frac{0.2}{2}$=5C
答:(1)磁场方向与线圈平面垂直时,穿过线圈的磁通量大小是0.4Wb。
(2)这段时间内的平均电动势是20V,穿过导线横截面积的电荷量是5C。
解析
步骤 1:计算磁通量
当磁场方向与线圈平面垂直时,穿过线圈的磁通量大小为:
Φ=BS=0.8×0.5=0.4Wb
步骤 2:计算磁通量变化量
当线圈在0.5s内绕中点连线OO′转过60°时,这段时间内磁通量的变化量为:
△Φ=BS-BScos60°=0.5BS=0.2Wb
步骤 3:计算平均电动势
根据法拉第电磁感应定律得这段时间内的平均电动势为:
$\overline{E}$=n$\frac{△Φ}{△t}$=50×$\frac{0.2}{0.5}$=20V
步骤 4:计算电荷量
穿过导线横截面积的电荷量为:
q=$\overline{I}$△t=n$\frac{△Φ}{R}$=50×$\frac{0.2}{2}$=5C
当磁场方向与线圈平面垂直时,穿过线圈的磁通量大小为:
Φ=BS=0.8×0.5=0.4Wb
步骤 2:计算磁通量变化量
当线圈在0.5s内绕中点连线OO′转过60°时,这段时间内磁通量的变化量为:
△Φ=BS-BScos60°=0.5BS=0.2Wb
步骤 3:计算平均电动势
根据法拉第电磁感应定律得这段时间内的平均电动势为:
$\overline{E}$=n$\frac{△Φ}{△t}$=50×$\frac{0.2}{0.5}$=20V
步骤 4:计算电荷量
穿过导线横截面积的电荷量为:
q=$\overline{I}$△t=n$\frac{△Φ}{R}$=50×$\frac{0.2}{2}$=5C