如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO’匀速运动,角速度ω=2πrad/s,外电阻R=5Ω,求:
(1)转动过程中感应电动势的最大值;
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势;
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势;
(4)交流电压表的示数.
分析:①先根据Em=NBωS求出最大值,再根据最大值与有效值的关系求出有效值;
②先写出电动势的瞬时表达式,再带入数据求得瞬时值;
③利用法拉第电磁感应定律,求出平均感应电动势;
④电压表测量的是电阻R的电压,根据闭合电路欧姆定律即可求解.
解答:解:(1)根据Em=NBωS,
可得感应电动势的最大值:
Em=100×0.5×0.1×0.1×2πv=3.14v
因此感应电动势的瞬时表达式为e=3.14cos2πt(V)
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动:e=3.14cos2πt(V)=1.57V; 
(3)根据法拉第电磁感应定律可得:
转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小
.
E
=
N△∅
△t
=100×
BSsin60°-0
=300
3
BS=2.6V
(4)转动过程中,交流电压表的示数为有效值,
电流的最大值:Im=
E m
R+r
=
π
6
A
所以U=IR=
π
6
2
×5
V=1.85v
答:①转动过程中感应电动势的最大值3.14V;
②由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势1.57V;
③由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势2.60V;
④交流电表的示数1.85V;
点评:本题考查了有关交流电描述的基础知识,要能根据题意写出瞬时值的表达式,知道有效值跟峰值的关系,难度不大,属于基础题.线框在匀强磁场中匀速转动,产生正弦式交变电流.而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定,而涉及到耐压值时,则由最大值来确定.
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