问题
计算题
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。
答案
解：（1）线圈中感应电动势的最大值
=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Q＝
＝1.0×10-2C
（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
经过t=10s电流通过电阻产生的焦耳热Q热
解得Q热=4.9×103J