在图1所示区域(图中直角坐标系Oxy的1、3象限)内有匀强磁场,磁感强度方向垂直于图面向里,大小为B.半径为l、圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图面内沿逆时针方向

◎ 题目

在图1所示区域(图中直角坐标系Oxy的1、3象限)内有匀强磁场,磁感强度方向垂直于图面向里,大小为B.半径为l、圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图面内沿逆时针方向匀速转动,导线框回路电阻为R.

魔方格

(1)求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f.
(2)在图2上画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象(规定与图1中线框的位置相应的时刻为t=0)

◎ 答案

(1)在从图1中位置开始t=0转过60°的过程中,经△t,转角△θ=ω△t,回路的磁通增量为
△Φ=
1
2
△θ l2B

由法拉第电磁感应定律,感应电动势为:ε=
△Φ
△t

因匀速转动,这就是最大的感应电动势.由欧姆定律可求得:
I0=
1
2R
ωBl2

前半圈和后半圈I(t)相同,故感应电流周期为:T=
π
ω

频率为:f=
1
T
=
ω
π

故感应电流的最大值为I0=
1
2R
ωBl2
,频率为f=
ω
π

(2)由题可知当线框开始转动
π
3
过程中,有感应电流产生,全部进入时,无感应电流,故当线框全部进入磁场接着再旋转
π
6
过程中无电流,然后出磁场时,又有感应电流产生.
故图线如图所示:

魔方格

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“在图1所示区域(图中直角坐标系Oxy的1、3象限)内有匀强磁场,磁感强度方向垂直于图面向里,大小为B.半径为l、圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图面内沿逆时针方向…”主要考查了你对  【匀速圆周运动】,【闭合电路欧姆定律】,【法拉第电磁感应定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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