Question

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

（1）小電珠中電流的峰值；

（2）電壓表的示數(shù)；

（3）t＝0．1 s時外力F的大小；

（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，由于線圈在磁場中做往復(fù)運動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小符合正弦曲線變化規(guī)律，線圈中的感應(yīng)電動勢的峰值：，

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，外力F的大小為：

（4）提高vm、用變壓器；