Question

如圖所示，正方形線圈放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過(guò)ad、bc中點(diǎn)的軸OO′以恒定的角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（從上向下看）．
（1）從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，線圈中的電流方向?yàn)開(kāi)_____，再轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，線圈中的電流的方向?yàn)開(kāi)_____（填“abcda”或“adcba”），所以，此線圈產(chǎn)生的是______（填“直流電流”或“交變電流”）．
（2）若線圈匝數(shù)n為10匝，面積s為O.04m²，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω=10πrad/s，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5T．（已知：當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量為O；當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量為Φ=BS）
求：線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小．

Answer 1

（1）從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，磁通量向右增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，向左；根據(jù)安培定則，感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba；
再轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，磁通量向右減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，向右；根據(jù)安培定則，感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda；
電流方向改變，故此線圈產(chǎn)生的是交變電流；
（2）設(shè)在此過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知：
E=n

△Φ

△t

其中Ф₁=0；Ф₂=BS；△Ф=Ф₂-Ф₁=BS；△t為線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程所對(duì)應(yīng)的時(shí)間；
因?yàn)椋壕�圈轉(zhuǎn)過(guò)一周的時(shí)間為T(mén)=

2π

ω

=

1

5

s
所以：△t=

1

4

T=

1

20

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