Question

【題目】如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置的示意圖，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0．10 m、匝數(shù)n＝20匝的線(xiàn)圈，磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示）．在線(xiàn)圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為B＝ T，線(xiàn)圈的電阻為R1＝0．50 Ω，它的引出線(xiàn)接有R2＝9．5 Ω的小電珠L(zhǎng)．外力推動(dòng)線(xiàn)圈框架的P端，使線(xiàn)圈沿軸線(xiàn)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便有電流通過(guò)小電珠．當(dāng)線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(shí)（摩擦等損耗不計(jì)）．求：

（1）小電珠中電流的峰值；

（2）電壓表的示數(shù)；

（3）t＝0．1 s時(shí)外力F的大��；

（4）在不改變發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)的條件下，要使小電珠的功率提高，可采取什么辦法（至少說(shuō)出兩種方法）?

Answer 1

【答案】（1）0．16 A （2）1．07 V （3）0．128 N （4）提高vm、用變壓器

【解析】

試題分析：（1）由題意及法拉第電磁感應(yīng)定律知道，由于線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小符合正弦曲線(xiàn)變化規(guī)律，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值：，

電路總電阻為：，

那么小電珠中電流的峰值為：

（2）電壓表示數(shù)為有效值：

（3）當(dāng)也就是T/4時(shí)，外力F的大小為：

（4）提高vm、用變壓器；