问题
填空题
如图,直角坐标系Oxy的第Ⅱ、Ⅳ象限有垂直坐标系向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,在第Ⅲ象限有垂直坐标系向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B,半径为r、圆心角为90°的单匝扇形闭合导线框OPQ在外力作用下以恒定角速度ω在Oxy平面内绕O点匀速转动.则导线框旋转一周过程中,电动势的最大值为______,有效值为______.
答案
假设线框逆时针转动;
在0-
T时间内,线框从图示位置开始(t=0)转过90°的过程中,产生的感应电动势为:E1=1 4
Br2ω,1 2
在
T-1 4
T时间内,线框进入第3象限的过程中,回路中产生的感应电动势为:E2=1 2
•2Br2ω+1 2
Br2ω=1 2
Br2ω,3 2
在
T-1 2
T时间内,线框进入第4象限的过程中,回路中产生的感应电动势为:E3=3 4
•2Br2ω+1 2
Br2ω=1 2
Br2ω,3 2
在
T-T时间内,线框出第4象限的过程中,E4=3 4
Br2ω,1 2
由以上分析可知,最大感应电动势为
Br2ω,3 2
设感应电动势的有效值为E,
则:
×(
Br2ω)21 2 R
T+1 2
×(
Br2ω)23 2 R
T=1 2
T,E2 R
解得:E=
Br2ω;5 2
故答案为:
Br2ω;3 2
Br2ω.5 2