如图所示,矩形线圈边长为ab=20cm,bc=10cm,匝数N=100匝,磁场的磁感应强度B=0.01T.当线圈以n=5

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  • 解题思路:(1)先求出角速度,再根据Em=nBSω求出最大电动势.

    (2)刚开始转动时线圈平面与中性面夹角

    φ

    0

    π

    6

    rad

    ,根据交变电流瞬时表达式e=Emsin(ωt+φ0),代入数据即可.

    (3)把0.01s代入感应电动势的瞬时表达式中,可得此时的瞬时值.

    (1)根据角速度与转速的关系得:ω=2πn=100πrad/s

    感应电动势的最大值为:Em=nBSω=100×0.01×0.2×0.1×100πV=2πV≈6.28V

    (2)刚开始转动时线圈平面与中性面夹角φ 0=

    π

    6rad.

    所以线圈中交变电动势的瞬时值表达式为e=6.28sin(100πt+

    π

    6)V.

    (3)把0.01s代入上式,此时感应电动势的瞬时值

    e′=6.28sin(π+

    π

    6)V=−3.14V.

    答:(1)线圈中电动势的最大值为6.28V;

    (2)线圈中交变电动势瞬时值表达式为e=6.28sin(100πt+

    π

    6)V;

    (3)从线圈开始转起动,经0.01s时感应电动势的瞬时值为-3.14V.

    点评:

    本题考点: 正弦式电流的图象和三角函数表达式;交流发电机及其产生正弦式电流的原理.

    考点点评: 解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSω.本题只要搞清楚交变电流的三个要素ω、Em、φ0,进而写出交变电流的瞬时表达式,这样就把握到交变电流的变化规律了.