現(xiàn)在市場(chǎng)上很流行一種手壓式自發(fā)電手電筒，如圖1所示。此手電筒是應(yīng)用了法拉第電磁感應(yīng)原理，用手按壓手柄，使內(nèi)置線圈轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光。圖2是手電筒的內(nèi)部電路簡(jiǎn)化圖，三個(gè)一樣的小燈泡，電阻均為R，定值電阻為R，發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，N和S是一對(duì)形狀對(duì)稱的圓弧形磁鐵，K，P，M，Q是磁鐵的四個(gè)尖端，o是圓心，∠KOP=120°，∠KOM=60°，中心位置放置一個(gè)軟鐵柱，可繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，中心軸線過(guò)圓心o,在軟鐵柱上繞有n匝輕質(zhì)線圈abcd,電阻為

2

R

3

，其中ab=cd=L₁，ad=bc=L₂，o為ab的中點(diǎn)，ad和bc所在的區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈初始位置與MOP重合。
現(xiàn)把發(fā)電過(guò)程簡(jiǎn)化如下：手握手電筒，按下去，線圈如圖3所示，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)60°角的加速后以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過(guò)300°，然后線圈減速轉(zhuǎn)過(guò)60°角后停止，手釋放，線圈轉(zhuǎn)回來(lái)，經(jīng)過(guò)60°角的加速后以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過(guò)300°，然后線圈減速轉(zhuǎn)過(guò)60°角后停止。不計(jì)阻力，以圖3作為參考。
（1）線圈在順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流方向（寫“abcda”或“adcba”）；
（2）以線圈剛勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，畫出小燈泡兩端電壓U隨時(shí)間t的變化圖象，并標(biāo)出關(guān)鍵數(shù)據(jù)（以“abcda”為正方向）；
（3）以線圈剛勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)

4

π

3

ω

的時(shí)間，一個(gè)小燈泡消耗的能量是多少？