题目内容
如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，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=1.0W，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=0.40T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，小灯泡消耗的功率恰好为1.8W。（不计转动轴与电刷的摩擦，结果保留两位有效数字。）
（1）求线圈转动的角速度ω；
（2）线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产 生的电能为多少？
解：（1）设小灯泡正常发光时的电流为I，则 I=
=0.60A （1分）
设灯炮正常发光时的电阻为R， R=
=5.0Ω （1分）
根据闭合电路欧姆定律得：E=I（R+r）=3.6V （2分）
发电机感应电动势最大值为Em=
E， Em=nBSω （2分）
解得ω=
=1.8 rad/s =2.5 rad/s （2分）
（2）发电机产生的电能为Q=IEt， t=100T=100
（2分）
解得Q=5.4×102J （2分）
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