Question

【题目】如图所示，一小型发电机内有n＝100匝的矩形线圈，线圈面积S＝0.10 m2，在外力作用下矩形线圈在B＝0.10 T的匀强磁场中，以恒定的角速度ω＝100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈电阻r=10Ω，线圈与R＝40 Ω的电阻构成闭合回路，其余电阻忽略不计。求：

(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；

(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量；

(3)线圈匀速转动1秒的过程中整个电路发热量．

Answer 1

【答案】(1)3.14×102 V　(2)2.0×10－2 C (3)9.86×102 J

【解析】

（1）线圈中感应电动势的最大值

Em＝nBSω＝3.14×102 V

（2）设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角所用时间为Δt，

线圈中的平均感应电动势

＝n

通过电阻R的平均电流

在Δt时间内通过电阻横截面的电荷量

＝＝2×10－2 C.

（3）线圈匀速转动过程中由焦耳定律有：

联立可得

Q=9.86×102 J