问题
问答题
如图所示，一小型发电机内有n=100匝矩形线圈，线圈面积S=0.10m2，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在B=0.10T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，发电机线圈两端与R=100Ω的电阻构成闭合回路．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10s，电流通过电阻R产生的焦耳热．（计算结果保留二位有效数字）
答案
（1）当线圈与磁感线平行时，线圈中感应电动势的最大值，则为 Em=nBSω=3.1×102 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△t，
线圈中的平均感应电动势
=n. E BS △t
通过电阻R的平均电流
=. I
=. E R nBS R△t
在△t时间内通过电阻横截面的电荷量Q=
△t=Q=. I
=1.0×10-2C，nSB R
（3）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，电阻两端电压的有效值U=
Em2 2
经过t=10s电流通过电阻产生的焦耳热Q热=
tU2 R
解得Q热=4.9×103J．