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m=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，则下列说法正确的是（ ）

A. 线圈转动的角速度ω=3rad/s

B. 图示位置时cd边所受的安培力的大小为

C. 线圈从图示位置转过90°过程中线圈产生的电能为1.5J

D. 线圈从图示位置转过90°过程中流过灯泡的电量为0.2C

Answer 1

【答案】BD

【解析】

小灯泡的额定电流为：；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=mBSω=mabbcBω，可得：ω=3rad/s，选项A错误；在此位置时cd边上的电流最大值为0.6A，则cd受到的安培力：F=mBIcd=100×0.4×0.6×0.25=6N，选项B正确；由焦耳定律可得：，由能量守恒可得线圈产生的电能：W=Q总，所以线圈产生的电能：W=1.33J；选项C错误. 流过灯泡的电量为： ，由因为：Em=mBSω；所以有：，选项D正确。