(2)线圈转到乙或丁位置时线圈中的电流最大.线圈转到甲或丙位置时线圈中电流最小,为零,此时线圈所处的平面称为中性面.
[知识深化] 两个特殊位置
(1)中性面(S⊥B位置,如图2中的甲、丙)
线圈平面与磁场垂直的位置,此时Φ最大,为0,e为0,i为0.
线圈经过中性面时,电流方向发生改变,线圈转一圈电流方向改变两次.
(2)垂直中性面位置(S∥B位置,如图2中的乙、丁)
此时Φ为0,最大,e最大,i最大.
例1 (多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内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的方向就改变一次
D.线框经过中性面时,各边切割磁感线的速度为零
答案 CD
解析 线框位于中性面时,线框平面与磁感线垂直,穿过线框的磁通量最大,但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行,即不切割磁感线,所以感应电动势等于零,此时穿过线框的磁通量的变化率也等于零,感应电动势或感应电流的方向也就在此时刻发生变化.线框垂直于中性面时,穿过线框的磁通量为零,但切割磁感线的两边都垂直切割,有效切割速度最大,所以感应电动势最大,也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大,故C、D选项正确.
二、正弦交变电流的变化规律
[导学探究] 如图3所示,线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动,角速度为ω.经过时间t,线圈转过的角度是ωt,ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt.设ab边长为L1,bc边长为L2,线圈面积S=L1L2,磁感应强度为B,则:
图3
(1)ab边产生的感应电动势为多大?