Question

【題目】如圖為一個小型旋轉電樞式交流發(fā)電機的原理圖，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m=100匝，總電阻r=5.0Ω，可繞與磁場方向垂直的對稱軸OO′轉動。線圈處于磁感應強度B=0.4T的勻強磁場中，與線圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個“3.0V，1.8W“的燈泡，當線圈以角速度ω勻速轉動時，小燈泡恰好正常發(fā)光，則下列說法正確的是（ ）

A. 線圈轉動的角速度ω=3rad/s

B. 圖示位置時cd邊所受的安培力的大小為

C. 線圈從圖示位置轉過90°過程中線圈產生的電能為1.5J

D. 線圈從圖示位置轉過90°過程中流過燈泡的電量為0.2C

Answer 1

【答案】BD

【解析】

小燈泡的額定電流為：；小燈泡的額定電阻為：，可得電動勢有效值為：E=I（R+r）=0.6×（5+5）=6V；最大值為：Em=6V，又：Em=mBSω=mabbcBω，可得：ω=3rad/s，選項A錯誤；在此位置時cd邊上的電流最大值為0.6A，則cd受到的安培力：F=mBIcd=100×0.4×0.6×0.25=6N，選項B正確；由焦耳定律可得：，由能量守恒可得線圈產生的電能：W=Q總，所以線圈產生的電能：W=1.33J；選項C錯誤. 流過燈泡的電量為： ，由因為：Em=mBSω；所以有：，選項D正確。