Question

【题目】如图为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，图示位置矩形线圈平行于磁感线，其矩形线圈的长度ab=0.25m，宽度bc=0.20m，共有n=100匝，总电阻r=5.0Ω，可绕与磁场方向垂直的对称轴OO′转动．线圈处于磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V，1.8W”的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡恰好正常发光，求：

（1）转到图示位置时线圈中的电流；

（2）线圈转动的角速度ω；

（3）线圈从图示位置转过90°过程中流过灯泡的电量．

Answer 1

【答案】（1）0.6A；（2）3rad/s（3）0.2C

【解析】

（1）小灯泡的额定电流为：

即电流有效值为0.6A，在图示位置时，感应电动势最大，此时电流最大，则转到图示位置时线圈中的电流：

；

（2）小灯泡的额定电阻为：

可得电动势有效值为：

E=I（R+r）=0.6×（5+5）=6V

最大值为：

Em=6V

又：

Em=nBSω=nabbcBω

可得：

ω=3rad/s

（3）根据

可得流过灯泡的电量为：

由因为：

Em=nBSω

所以有：