图甲是交流发电机的模型示意图.在磁感应强度为
B的匀强磁场中,有一矩形线圈
abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴
OO′转动,由线圈引起的导线
ae和
df分别与两个跟线圈一起绕
OO′转动的金属圆环相连接,金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻
R形成闭合电路.图乙是线圈的主视图,导线
ab和
cd分别用它们的横截面来表示,已知
ab长度为
L1,
bc长度为
L2,线圈以恒定角速度
ω逆时针转动(只考虑单匝线圈).


(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导
t时刻整个线圈中的感应电动势
e1的表达式;
(2)线圈平面处于与中性面成
φ0夹角位置时开始计时,如图丙所示,试写出
t时刻整个线圈中的感应电动势
e2的表达式.