Question

【題目】如圖所示，一小型發電機內有匝矩形線圈，線圈面積，線圈電阻可忽略不計．在外力作用下矩形線圈在勻強磁場中，以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸勻速轉動，發電機線圈兩端與的電阻為構成閉合回路．（此題目中）．求：

（1）線圈轉動時產生感應電動勢的最大值．

（2）從線圈平面通過中性面時開始計時，寫出時刻線圈中轉感應電動勢的表達式．

（3）從線圈平面通過中性面時開始，線圈轉過角的過程中通過電阻橫截面的電荷量．

（4）線圈勻速轉動，電流通過電阻產生的焦耳熱．

Answer 1

【答案】（1）．（2）．（3）．（4）．

【解析】（1）當線圈與磁感線平行時，線圈中感應電動勢的值最大，為

．

（2）線圈從中性面經過時開始計時，其時刻線圈中感應電動勢

．

（3）設從線圈平面通過中性面時開始，線圈轉過角所用時間，線圈中平均感應電動勢

通過電阻的平均電流，

在時間內通過電阻橫截面的電荷量，

代入數據可得， ．

（4）矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動產生正弦交變電流，電阻兩端電壓有效值為，

經過電流通過電阻產生的電熱