题目内容
【题目】如图所示，一小型发电机内有
匝矩形线圈，线圈面积
，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在
匀强磁场中，以恒定的角速度
绕垂直于磁场方向的固定轴
匀速转动，发电机线圈两端与
的电阻为构成闭合回路．（此题目中
）．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计时，写出
时刻线圈中转感应电动势
的表达式．
（3）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过
角的过程中通过电阻
横截面的电荷量．
（4）线圈匀速转动
，电流通过电阻
产生的焦耳热．
【答案】（1）
．（2）
．（3）
．（4）
．
【解析】（1）当线圈与磁感线平行时，线圈中感应电动势的值最大，为
．
（2）线圈从中性面经过时开始计时，其
时刻线圈中感应电动势
．
（3）设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过
角所用时间
，线圈中平均感应电动势
通过电阻
的平均电流
，
在
时间内通过电阻横截面的电荷量
，
代入数据可得， 
．
（4）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，电阻两端电压有效值为
，
经过
电流通过电阻产生的电热
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