如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.1 T,矩形线圈的匝数n=100,边长lab=0.2 m,lbc=0.5 m,以角速度ω=100πrad/s绕OO'轴匀速转动,当线圈平面通过中性面时开始计时,试求:
(1)线圈中感应电动势的大小;
(2)由t=0至t=过程中的平均电动势。
解:(1)方法一:线圈经过时间t转过角度θ=ωt,bc边和da边不切割磁感线,ab边和cd边切割磁感线产生感应电动势,则eab=ecd=nBlabvsinωt,其中
依题意有e=eab+ecd=2eab=2nBlab=nBSωsinωt
Em=nBSω=100×0.l×0.2×0.5×100π V=314 V
e=314sin100πt V
方法二:感应电动势的瞬时值e=nBSωsinωt,由题可知S=lab·lbc=0.2×0.5m2=0.1m2
Em=nBSω=100×0.1×0.1×100π V=314 V
e=314sin100πt V
(2)用E=n计算t=0至t=过程中的平均电动势
E=n=n
代入数据得E=200 V