题目内容
【题目】如图所示为一种小型交流发电机的原理图，n匝矩形线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，ab边、cd边分别连在两个滑环K、L上，导体做的两个电刷分别压在滑环上。线圈ab边的边长为L1，bc边的边长为L2，线圈总电阻为r。线圈以恒定的角速度ω绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′匀速转动。用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。回路中其他电阻不计。
(1)请你说明发电机线圈平面转至何位置时感应电动势具有最大值
，并推导此最大值的表达式。
(2)求线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热。
【答案】(1)
；(2) 
【解析】
(1)当线圈平面转至与磁场方向平行位置(图示位置)时，线圈中的感应电动势最大，设此时
、
边的线速度大小为
则单匝线圈时边产生的感应电动势为：
边产生的感应电动势为：
线圈产生的总感应电动势为：
由于：
则有：
(2)线圈中感应电流的最大值：
感应电流的有效值：
转动周期：
线圈转动一周回路产生的焦耳热：
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