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    如图5-12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＝0.25 m，宽度bc＝0.2 m，共有n＝100匝，总电阻r=1.0 Ω，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＝0.4 T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0 V　1.8 W”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1.8 W。?

    图5-12

    （1）推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式Em=nBSω（其中S表示线圈的面积）；

    （2）求线圈转动的角速度ω；?

    （3）线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能。?

    解析：本题主要考查交变电流的产生。由线圈在匀强磁场中做匀速转动产生交变电流的过程可推导出。由能量守恒知，线圈产生的电能全部都在电路中产生了内能。??

    解：(1)线圈在匀强磁场中匀速转动的切面图如右图所示，?

    Em=n(eab+ecd)=n2Babv=2nBabω=nBSω。?

    (2)I==0.6 A，E=UL+Ir=3.6 V?

    Em=E=3.6V??

    Em=nBSω，ω=1.8rad/s。?

    (3)t=100T=100×=s,W=I2(R+r)t=EIt=3.6×0.6×J=1202π J


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    图5-4

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    图5-12

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    图5-12

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    图5-12

    A.电容器的电容将减小

    B.灵敏电流计指针在正中央零刻度处

    C.灵敏电流计指针向左偏转

    D.灵敏电流计指针向右偏转

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