Question

【題目】越來越多的電子設(shè)備開始支持無線充電技術(shù)，無線充電器是指利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行充電的設(shè)備，原理類似于變壓器。如圖甲所示為某興趣小組在模擬手機(jī)無線充電工作原理的示意圖，由送電線圈和受電線圈組成。已知受電線圈的匝數(shù)為n＝50匝，電阻r＝1.0 Ω，在它的c、d兩端接一阻值R＝9.0 Ω的電阻．設(shè)在受電線圈內(nèi)存在與線圈平面垂直的磁場，可在受電線圈中產(chǎn)生如圖乙所示的正弦交流電．求：

(1)受電線圈中產(chǎn)生電流的最大值；

(2)在一個周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量；

(3)從t1到1×10﹣2s這四分之一個周期的時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量大小。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】(1) 2.0A (2) 0.36J (3) 6.4×10－3 C

【解析】

由題意可知考查電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用，根據(jù)電磁感應(yīng)原量和規(guī)律計算可得。

(1) 由圖乙知受電線圈中產(chǎn)生的電動勢最大為Em＝20 V

線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的最大值為

Im＝＝2.0 A

(2)通過電阻電流的有效值為

I＝＝A

電阻在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量

Q＝I2RT

解得Q＝0.36J

(3) 線圈中感應(yīng)電動勢的平均值

E＝n

通過電阻電流的平均值為

I＝

通過電阻的電荷量

q＝I·Δt

得

q＝n

Φm=BS=Em/nω

在時間內(nèi)，ΔΦ＝Φm

解得q＝6.4×10－3 C