匝数为N、面积为S、总电阻为R的矩形闭合线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中按如图所示方向（俯视逆时针）以角速度ω绕轴OO′匀速转动．t=0时线圈平面与磁感线垂直，规定adcba的方向为电流的正方向．求：

（1）线圈转动过程中感应电动势瞬时值的表达式．

（2）线圈从图示位置开始到转过90°的过程中的平均电动势．

（3）线圈转到与图示位置成60°角时的瞬时电流的大小．

（4）线圈转动一周的过程中外力做的功．

我国的“嫦娥奔月”月球探测工程已经启动，分“绕、落、回”三个发展阶段：在2007年已经发射了一颗围绕月球飞行的“嫦娥一号”卫星，将在2012年前后发射一颗月球软着陆器，在2017年前后发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球.设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱，如图19所示.为了安全，返回的着陆器与轨道舱对接时，必须具有相同的速度。设返回的着陆器质量为m，月球表面的重力加速度为g，月球的半径为R，月球的自转周期为T，轨道舱到月球中心的距离为r，已知着陆器从月球表面返回轨道舱的过程中需克服月球引力做功，不计月球表面大气对着陆器的阻力和月球自转的影响，则

（1）着陆器与返回舱对接时的速度大小是多少？

（2）在月球表面的着陆器至少需要获得多少能量才能返回轨道舱？