Question

3．如圖所示，面積為S的單匝矩形線框置于豎直向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，通過導(dǎo)線與靈敏電流表相連，并在磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸以角速度ω沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中線框平面處于豎直面內(nèi)，經(jīng)過此位置時(shí)回路中產(chǎn)生的電動(dòng)勢的瞬時(shí)值E=BSω； 從圖示位置開始計(jì)時(shí)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=BSωcosωt；從圖示位置開始轉(zhuǎn)過90°的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢$\overline{E}$=$\frac{2BSω}{π}$； 經(jīng)過水平位置前后電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向相反．（填相同或相反）．

Answer 1

分析 線圈繞垂直與磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求出感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值，然后根據(jù)初始條件求出感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式，由法拉第電磁感應(yīng)定律求出平均感應(yīng)電動(dòng)勢，根據(jù)交變電流的產(chǎn)生過程判斷電流方向如何變化．

解答 解：線框繞垂直與磁場的軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流，感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值：E_m=BSω，
由圖示可知，線框平面與磁場平行，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢最大，為：BSω；
感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式：e=E_msin（ωt+α）=BSωsin（ωt+$\frac{π}{2}$）=BSωcosωt；
從圖示位置開始轉(zhuǎn)過90°的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為：$\overline{E}$=$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{BS}{\frac{π}{2ω}}$=$\frac{2BSω}{π}$，
由圖示可知，水平位置為中性面，經(jīng)過水平位置前后電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向相反；
故答案為：BSω；BSωcosωt；$\frac{2BSω}{π}$；相反．

點(diǎn)評(píng) 知道正弦式交變電流的產(chǎn)生過程，求出最大感應(yīng)電動(dòng)勢，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律即可正確解題．