答案 BD
解析 线圈产生的电动势的最大值为Em=NBSω=100π V,所以电动势瞬时值表达式为e=Emsin ωt=100π sin 100πt V,电流的正方向可以选顺时针为正,也可以选逆时针为正,故电动势随时间变化的图象为B或D,A、C错误,B、D正确.
二、平均值及电荷量的求解
1.感应电动势的平均值=n.
2.求电荷量要用平均感应电流:=,q=·Δt=n.
例2 发电机的转子是匝数为100匝、边长为20cm的正方形线圈,将它置于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的轴以ω=100πrad/s的角速度转动,当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时.线圈和外电路的总电阻R=10Ω.
(1)写出交变电流瞬时值表达式;
(2)线圈从计时开始,转过过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少?
答案 (1)i=2πsin (100πt) A (2)1×10-2C
解析 (1)感应电动势最大值为Em=nBSω=100×0.05×0.2×0.2×100πV=20πV,
Im==2πA,所以i=Imsinωt=2πsin (100πt) A.
(2)线圈从计时开始,转过过程中通过线圈某一截面的电荷量q=t=.从中性面开始计时,转过,如图所示.ΔΦ=BΔS=BS(1-sin30°)=BS,
q==C=1×10-2C.
三、有效值的计算
对于交变电流有效值的计算一般有以下两种情况: