Question

如圖所示，正方形線圈放置在勻強磁場中，并繞過ad、bc中點的軸OO′以恒定的角速度逆時針勻速轉動（從上向下看）．
（1）從圖示位置轉過90°的過程中，線圈中的電流方向為______，再轉過90°的過程中，線圈中的電流的方向為______（填“abcda”或“adcba”），所以，此線圈產生的是______（填“直流電流”或“交變電流”）．
（2）若線圈匝數n為10匝，面積s為O.04m²，線圈轉動角速度為ω=10πrad/s，勻強磁場的磁感應強度B為0.5T．（已知：當線圈平面與磁場平行時，通過線圈的磁通量為O；當線圈平面與磁場垂直時，通過線圈的磁通量為Φ=BS）
求：線圈從圖示位置轉過90°的過程中，平均感應電動勢的大小．

Answer 1

（1）從圖示位置轉過90°的過程中，磁通量向右增加，根據楞次定律，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，向左；根據安培定則，感應電流方向為adcba；
再轉過90°的過程中，磁通量向右減小，根據楞次定律，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，向右；根據安培定則，感應電流方向為abcda；
電流方向改變，故此線圈產生的是交變電流；
（2）設在此過程中的平均感應電動勢的大小為E，由法拉第電磁感應定律可知：
E=n

△Φ

△t

其中Ф₁=0；Ф₂=BS；△Ф=Ф₂-Ф₁=BS；△t為線圈轉過90°的過程所對應的時間；
因為：線圈轉過一周的時間為T=

2π

ω

=

1

5

s
所以：△t=

1

4

T=

1

20

s
聯立方程組解得：E=4V
故答案為：
（1）adcba，abcda，交變電流；
（2）4V．