题目内容
如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.1 m、匝数n=20的线圈,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0.2 T,线圈的电阻为2 Ω,它的引出线接有8 Ω的小电珠L(可以认为电阻为定值)。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流I的大小,并在图丁中画出感应电流随时间变化的图像(在图甲中取电流由C向上流过电珠L到D为正);
(2)每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小;
(3)该发电机的输出功率P(摩擦等损耗不计);
(1)见下图;(2)0.5 N;(3)0.32 W![]()
解析试题分析:(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E=2n(rBv=2(20(3.14(0.1(0.2(0.8 V=2 V 感应电流 ![]()
电流图像如上图
(2)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。
F推=F安=nILB=2nI(rB=2(20(0.2(3.14(0.1(0.2 N=0.5 N。
(3发电机的输出功率即灯的电功率.P=I2R2=0.22(8 W=0.32 W
考点:导体切割磁感线时的感应电动势
在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域II的磁场方向垂直斜面向下,磁场和宽度HP及PN均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,t1时刻ab边刚越GH进入磁场I区域,此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动;t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置,此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g,下列说法中正确的是
| A.当ab边刚好越过JP时,导线框具有加速度大小为a=gsinθ |
| B.导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4:1 |
| C.从t1到t2的过程中,导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少 |
| D.从t1到t2的过程中,有 |