18.如图18(a)所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路,线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图18(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0导线的电阻不计,求0至t1时间内
(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;
(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.
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高频焊接是一种常用的焊接方法,其焊接的原理如图所示.将半径为10 cm的待焊接的圆形金属工件放在导线做成的100匝线圈中,然后在线圈中通以高频的交变电流,线圈产生垂直于金属工件所在平面的变化磁场,磁场的磁感应强度B的变化率为1 000πsinωt T/s.焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的99倍,工件非焊接部分每单位长度上的电阻为R0=0.001πΩ·m-1,焊接的缝宽非常小.求焊接过程中焊接处产生的热功率.(取π2=10,不计温度变化对电阻的影响)
一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈的匝数n=100,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如图3-2-19乙所示,发电机线圈的电阻r="5" Ω,外电路电阻R="95" Ω.求串联在外电路中的交流电流表的读数.
图3-2-19
如图3-2-18所示,矩形线框匝数n=250匝,ab="12" cm,ad="10" cm,线框置于B=T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′以120 r/min的转速匀速转动,线框通过滑环与外电路相连,外电路接有R="12" Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V的氖泡L.求:
(1)当S接e时,电流表读数为多少?R的热功率为多大?10 min内外力对线框做功多少?
(2)当S接f时,氖泡闪光频率为多大?通电10 min,氖泡发光总时间为多少?(线框电阻不计)
图3-2-18
圆形线圈共100匝,半径为r="0.1" m,在匀强磁场中绕过直径的轴匀速转动,角速度为ω=rad/s,电阻为R="10" Ω,(磁场方向如图3-2-15所示,B="0.1" T,以图示位置为t=0时刻)求:
图3-2-15
(1)转过90°时,线圈中的感应电流为多大?
(2)写出线圈中电流的表达式.
如图3-2-14所示,匀强磁场B="0.1" T,所用矩形线圈的匝数N=100,边长ab="0.2" m,bc="0.5" m,以角速度ω="100π" rad/s绕OO′轴匀速转动.当线圈平面通过中性面时开始计时,试求:
图3-2-14
(1)线圈中感应电动势的大小;
(2)由t=0至t=过程的平均电动势值.