解题思路:(1)由题意可求得交流电的最大值及瞬时值表达式,代入时间则可求得感应电动势的瞬时值;
(2)由法拉第电磁感应定律可求得线圈中的平均感应电动势;
(3)由最大值及有效值的关系可求得有效值,再由功率公式可求得焦耳热.
(1)交流电的瞬时表达式e=Emcosωt;
则转过60°时,瞬时表达式:e=NBLDωcos60°=[1/2]NBLDω
(2)由法拉第电磁感应定律可知:
.
E=N
△ϕ
△t=
2NBLDϖ
π;
(3)交流电的最大值:Em=NBLDω
则有效值为:E=
2
2NBLDω
则电路中产生的热量为:
Q=
E2
Rt=
πN2B2L2D2ϖ
4R
答:(1)60°时的瞬时表达式为[1/2]NBLDω;(2)平均电动势为[2NBLDω/π];(3)图示位置转过90°的过程中线圈中产生的焦耳热为
πN2B2L2D2ω
4R.
点评:
本题考点: 交流发电机及其产生正弦式电流的原理;焦耳定律;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.
考点点评: 本题考查交流电的最大值及有效值,要注意明确求平均电动势时要用法拉第电磁感应定律进行求解.