题目内容
【题目】如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r=0.10m、匝数n=20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=0.20T，线圈的电阻为R1=0.50Ω，它的引出线接有R2=9.5Ω的小电珠L．外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠．当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正）．求：
（1）线圈运动时产生的感应电动势E的大小；
（2）线圈运动时产生的感应电流I的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象，至少画出0~0.4s的图象（在图甲中取电流由C向上通过电珠L到D为正）；
（3）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；
（4）该发电机的输出功率P．
【答案】（1）2V（2）
（3）0.5N（4）0.38W
【解析】试题分析：（1）根据图丙所示图象求出线圈的速度，然后根据公式E=BLv求出感应电动势；
（2）由欧姆定律求感应电流，由右手定值判断出感应电流方向，然后作出I-t图象；
（3）线圈做匀速直线运动，推力等于安培力，由平衡条件及安培力公式可以求出推力；
（4）由电功率公式P=I2R可以求出发电机的输出功率．
解：（1）从图可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为
线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势
（2）感应电流
根据右手定则可得，当线圈沿x正方向运动时，产生的感应电流在图（甲）中是由D向下经过电珠L流向C，于是可得到如答图所示的电流随时间变化的图象。
（3）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力．
（4）发电机的输出功率即灯的电功率
名校课堂系列答案
【题目】小鲁为研究物体所受空气阻力与物体运动速度的关系，小鲁约爸爸在一个无风的周末开汽车来到一段人车稀少的平直公路上。小鲁打开汽车天窗，将如图甲所示装置固定在汽车车顶。
爸爸依次以5m/s、10m/s、 15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离，小鲁依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中。
汽车速度v（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
弹簧测力计示数F/N | 0.20 | 0.82 | 3.30 |
(1)如图乙所示，为小鲁同学在车速稳定在15m/s时用手机拍下的测力计照片，此时测力计示数为______N；
(2)实验装置中用小车而不是木块，并将其放在表面平滑的木板上，目的是为了减小______对实验结果的影响。
(3)分析上表中的实验数据，则当弹簧测力计的读数稳定在2.40N时，车速为________m/s.(计算结果保留2位有效数字)
