Question

【題目】如圖甲所示是某同學設計的一種振動發電裝置的示意圖，它的結構是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0．10 m、匝數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運動，便有電流通過小電珠．當線圈運動速度v隨時間t變化的規律如圖丙所示時（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；

（3）t＝0．1 s時外力F的大小；

（4）在不改變發電裝置結構的條件下，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定律知道，由于線圈在磁場中做往復運動，產生的感應電動勢的大小符合正弦曲線變化規律，線圈中的感應電動勢的峰值：，

電路總電阻為：，

那么小電珠中電流的峰值為：

（2）電壓表示數為有效值：

（3）當也就是T/4時，外力F的大小為：

（4）提高vm、用變壓器；