Question

【題目】如圖為一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，圖示位置矩形線圈平行于磁感線，其矩形線圈的長度ab=0.25m，寬度bc=0.20m，共有n=100匝，總電阻r=5.0Ω，可繞與磁場方向垂直的對(duì)稱軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)．線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場中，與線圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個(gè)“3.0V，1.8W”的燈泡，當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，求：

（1）轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)線圈中的電流；

（2）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω；

（3）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中流過燈泡的電量．

Answer 1

【答案】（1）0.6A；（2）3rad/s（3）0.2C

【解析】

（1）小燈泡的額定電流為：

即電流有效值為0.6A，在圖示位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，此時(shí)電流最大，則轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)線圈中的電流：

；

（2）小燈泡的額定電阻為：

可得電動(dòng)勢有效值為：

E=I（R+r）=0.6×（5+5）=6V

最大值為：

Em=6V

又：

Em=nBSω=nabbcBω

可得：

ω=3rad/s

（3）根據(jù)

可得流過燈泡的電量為：

由因?yàn)椋?/span>

Em=nBSω

所以有：