如图31所示,矩形线圈的边长分别为ab=l1和bc=l2,线圈的电阻为R,绕ad边匀速转动,角速度大小为ω,ad边恰好位于有界匀强磁场的边界处,磁感应强度大小为B.某时刻线圈位置如图,磁感线垂直线圈平面,方向向里.从图示位置开始计时,规定电流沿abcd方向为正方向.
(1)写出感应电动势的最大值;
(2)画出感应电流随时间变化的图象.(至少两个周期)
图31
【解析】 (1)感应电动势的最大值为Em=Bl1l2ω.
(2)因从中性面开始计时,假设右边有磁场作出图象应该是正弦曲线,再把最初内和最后一个内的图象去掉就得到一个周期的图象,且Im==.
图象如图所示.
【答案】 (1)Em=Bl1l2ω (2)见解析图
[一语通关]
对于线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的情况,当穿过线框的磁通量最大时,磁通量的变化率为零,线框中的感应电动势为零;当穿过线框的磁通量为零时,磁通量的变化率最大,线框中的感应电动势也最大.
[针对训练]
1.(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且沿线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流,下列说法正确的是( )
A.当线框位于中性面时,线框中感应电动势最大
B.当穿过线框的磁通量为零时,线框中的感应电动势也为零
C.每当线框经过中性面时,感应电动势或感应电流方向就改变一次
D.线框经过中性面时,各边不切割磁感线