解题思路:(1)根据法拉第电磁感应定律,结合闭合电路欧姆定律,与楞次定律,即可求解;
(2)根据安培力表达式,结合t0时刻的磁场的大小,即可求解;
(3)根据感应电动势的最大值,求出有效值,再由平均值,从而确定电量的多少.
(1)在0到2t0时间内,回路中的感应电动势:E1=[△∅/△t=
△BS
△t];
由图乙可知,[△B/△t=
B0
2t0];
由闭合电路欧姆定律,则有:电流大小I1=
E1
R;解得:I1=
L1L2B0
2Rt0;
由楞次定律,可知,在0到2t0时间内,回路中的电流方向逆时针;
(2)安培力的大小F=BI1L1;t0时刻的磁场为B=
B0
2;
那么安培力的大小为,F=
L21L2
B20
4t0R;
(3)线框匀速转动时,产生正弦交流电,感应电动势的最大值E2m=B0L1L2ω;
感应电动势的有效值E2=
E2m
2;
感应电流的有效值I2=
E2
R=
2B0L1L2ω
2R;
平均感应电流
.
I=
.
E
R;通过导线横截面的电量q=
.
I•△t;
解得:q=
B0L1L2
R
答:(1)0~2t0时间内,回路中电流I1的大小I1=
L1L2B0
2Rt0和方向为逆时针;
(2)t0时刻ab边受到的安培力大小F=
L21L2
B20
4t0R;
(3)线框中感应电流的有效值I2=
2B0L1L2ω
2R;线框从中性面开始转过90°的过程中,通过导线横截面的电量:q=
B0L1L2
R.
点评:
本题考点: 法拉第电磁感应定律;安培力.
考点点评: 考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律与楞次定律的应用,注意最大值、有效值及平均值的求法,注意电量综合表达式.