问题
问答题
如图所示，在磁感应强度B=0.2T的水平匀强磁场中，有一边长为L=10cm，匝数N=100匝，总电阻r=1Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动，转速
r/s，有一电阻R=9Ω，通过电刷与两滑环接触，R两端接有一理想电压表，求：100 π
（1）若从线圈通过中性面时开始计时，写出电动势的瞬时表达式．
（2）电压表的示数．
（3）在1分钟内外力驱动线圈转动所做的功．
（4）从图中所示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量．
答案
（1）角速度ω=2πn=200rad/s
电动势的最大值 Em=NBSω=100×0.2×0.12×200=40V
表达式e=Emsinωt=40sin200t （V）
（2）电压有效值E=
=20Em 2
V 2
电压表示数U=
=RE R+r
=189×20 2 9+1
V2
（3）外力做的功转化为电能W=EIt=E
t=E R+r
=4800J60×(20
)22 9+1
（4）从图中所示位置转过90°的过程中
磁通量的变化量△Φ=BS=0.2×0.12=0.002Wb
流过的电荷量q=It=
t=0.02CN△Φ t(R+r)
答：（1）若从线圈通过中性面时开始计时，电动势的瞬时表达式为e=Emsinωt=40sin200t．
（2）电压表的示数18
V．2
（3）在1分钟内外力驱动线圈转动所做的功4800J．
（4）从图中所示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量0.02C．