若线圈有N匝时,相当于N个完全相同的电源串联,e=NBL1L2ωsinωt,令Em=NBL1L2ω,叫做感应电动势的峰值,e叫做感应电动势的瞬时值。
根据部分电路欧姆定律,电压的最大值Um=ImR,电压的瞬时值U=Umsinωt。
电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示,如图所示:
分析物理图象的要点:
一看:看"轴"、看"线"、看"斜率"、看"点"、看"截距"、看"面积"、看"拐点",并理解其物理意义。
二变:掌握"图与图""图与式"和"图与物"之间的变通关系。
三判:在此基础上进行正确的分析和判断。
【典型例题】
例题1:如图所示,边长为0.5m的正方形线框ABCD绕AB边在匀强磁场中匀速转动,AB边和磁场垂直,转速为每秒50转,磁感应强度为0.4T。求:
(1>感应电动势的最大值;
(2>在转动过程中,当穿过线框的磁通量为0.05Wb时,感应电动势的瞬时值为多大?
解读:(1>ω=2πn=314rad/sEm=BωS=31.4V
(2>φm=BS=0.1Wb 由φ=φmcosθ得
cosθ=φ/φm =1/2,θ=60°E=Emsinθ≈27.2V
【达标训练】
1、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈通过中性面时<)
A. 线圈平面与磁感线方向垂直
B. 通过线圈的磁通量达到最大值
C. 通过线圈的磁通量变化率达到最大值
D. 线圈中的电动势为零
2、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动.线圈中的感应电动势e随时
间t的变化如图所示.下面说法中正确的是:< )
A.t1时刻通过线圈的磁通量为零
B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D.每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值都为最大