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強度為B的勻強磁場中，通過導線與靈敏電流表相連，并在磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸以角速度ω沿逆時針方向勻速轉動，圖中線框平面處于豎直面內(nèi)，經(jīng)過此位置時回路中產(chǎn)生的電動勢的瞬時值E=BSω； 從圖示位置開始計時線圈中產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達式為e=BSωcosωt；從圖示位置開始轉過90°的過程中的平均感應電動勢$\overline{E}$=$\frac{2BSω}{π}$； 經(jīng)過水平位置前后電流計指針偏轉方向相反．（填相同或相反）．

Answer 1

分析 線圈繞垂直與磁場的軸勻速轉動，求出感應電動勢的最大值，然后根據(jù)初始條件求出感應電動勢的瞬時值表達式，由法拉第電磁感應定律求出平均感應電動勢，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動，產(chǎn)生正弦式交變電流，感應電動勢的最大值：E_m=BSω，
由圖示可知，線框平面與磁場平行，此時感應電動勢最大，為：BSω；
感應電動勢的瞬時值表達式：e=E_msin（ωt+α）=BSωsin（ωt+$\frac{π}{2}$）=BSωcosωt；
從圖示位置開始轉過90°的過程中的平均感應電動勢為：$\overline{E}$=$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{BS}{\frac{π}{2ω}}$=$\frac{2BSω}{π}$，
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指針偏轉方向相反；
故答案為：BSω；BSωcosωt；$\frac{2BSω}{π}$；相反．

點評 知道正弦式交變電流的產(chǎn)生過程，求出最大感應電動勢，應用法拉第電磁感應定律即可正確解題．