有一种儿童滑板车，轮子一转就闪闪发光。车轮里有磁体、线圈组成的简易发电系统，可对发光二极管供电。该发电系统简化...

问题详情：

有一种儿童滑板车，轮子一转就闪闪发光。车轮里有磁体、线圈组成的简易发电系统，可对发光二极管供电。该发电系统简化为以下模型：一电阻为R、边长为L的单匝正方形均匀线圈 abcd，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。现对线圈施加一外力F，使线圈以角速度ω绕bc边匀速转动，产生正弦交流电。已知线圈质量为m，重力加速度为g，求：

(1) 线圈在图示竖直位置时，产生的感应电动势大小E0及ad边受到的安培力大小FA；

(2) 线圈从图示竖直位置转过90°的过程中，通过线圈截面的电荷量q；

(3) 在(2)的情况下，线框中产生的热量Q及外力F对线框做的功W。

【回答】

(1) E0=BL2ω；；(2)； (3)；W=

【详解】

(1) 线圈产生的感应电动势

E0=BL2ω

形成的感应电流

ad边受到的安培力

FA=BIL

解得

(2) 此过程产生的平均感应电动势

平均感应电流

则

解得

(3) 产生电动势的有效值

产生的热量

解得

根据动能定理有

解得

知识点：交变电流的描述

题型：解答题