如圖所示是一種自行車上照明用的車頭燈發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖,轉(zhuǎn)動軸的一端裝有一對隨軸轉(zhuǎn)動的磁極,另一端裝有摩擦小輪.電樞線圈繞在固定的U形鐵芯上,自行車車輪轉(zhuǎn)動時,通過摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動,使線圈中產(chǎn)生正弦交變電流,給車頭燈供電.已知自行車車輪半徑r=35cm,摩擦小輪半徑r0=1.00cm,線圈有n=800匝,線圈橫截面積S=20cm2,總電阻R1=40Ω.磁極在線圈處產(chǎn)生的磁場可視為勻強磁場,其磁感應(yīng)強度大小為B=0.01T,車頭燈電阻R2=10Ω.當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動的角速度ω=8rad/s時,求:
(1)發(fā)電機磁極轉(zhuǎn)動的角速度;
(2)車頭燈中電流的有效值(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
(1)磁極與摩擦小輪轉(zhuǎn)動的角速度相等,由于自行車車輪與摩擦小輪與摩擦小輪之間無相對滑動,故有:
r0ω0=rω
所以:ω0=
r0
=
8×0.35
0.01
=280rad/s
(2)摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為:
Em=NBSω0=800×0.01×280×20×10-4=4.48V
感應(yīng)電動勢的有效值:E=
Em
2
=
4.48
2
=3.2V
通過電流的有效值:I=
3.2
10+40
=0.064A
答:(1)發(fā)電機磁極轉(zhuǎn)動的角速度280rad/s.
(2)車頭燈中電流的有效值0.064A.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,豎直平面內(nèi)有一金屬圓環(huán),半徑為a,總電阻為R,勻強磁場B垂直穿過環(huán)平面,與環(huán)的最高點A鉸鏈連接的長度為2a.電阻為R/2的導(dǎo)體棒AC由水平位置貼環(huán)面擺下,當(dāng)擺到豎直位置時C點的線速度為v,則這時AC兩端的電壓大小為( 。
A.2BavB.BavC.2Bav/3D.Bav/3

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖,矩形線框abcd的ad和bc的中點M、N之間連接一電壓表,整個裝置處于勻強磁場中,磁場的方向與線框平面垂直,當(dāng)線框向右勻速平動時,以下說法正確的是( 。
A.穿過線框的磁通量不變化,MN間無感應(yīng)電動勢
B.MN這段導(dǎo)體做切割磁力線運動,MN間有電勢差
C.MN間有電勢差,所以電壓表有讀數(shù)
D.因為無電流通過電壓表,所以電壓表無讀數(shù)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

2002年12月31日,上海磁浮列車線將首次試運行,它是世界上第一條投入商業(yè)運營的磁浮列車線,該車的正常車速超過400km/h.如圖所示就是磁懸浮的原理,圖中A是圓柱形磁鐵,B是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán).將超導(dǎo)圓環(huán)B水平放在磁鐵A上,它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵A的上方空中:(  )
A.在B放入磁場的過程中,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流.當(dāng)穩(wěn)定后,感應(yīng)電流消失
B.在B放入磁場的過程中,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流.當(dāng)穩(wěn)定后,感應(yīng)電流仍存在
C.如A的N極朝上,B中感應(yīng)電流的方向如圖所示
D.如A的N極朝上,B中感應(yīng)電流的方向與圖中所示的方向相反

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

有一個1000匝的線圈(線圈電阻忽略不計),在0.4s內(nèi)穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb,求:
(1)線圈中的感應(yīng)電動勢是多大?
(2)若把一個10Ω的電阻接在線圈兩端,這段時間內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一閉合線圈垂直置于勻強磁場中,若磁感應(yīng)強度如圖所示,則線圈中的感應(yīng)電流隨時間變化的圖線是下圖中的( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的有關(guān)說法正確的是(  )
A.只要穿過閉合電路中的磁通量不為零,電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生
B.穿過閉合電路中的磁通量減少,則電路中感應(yīng)電流就減小
C.穿過閉合電路中的磁通量越大,則電路中的感應(yīng)電動勢越大
D.穿過閉合電路的磁通量變化越快,閉合電路中感應(yīng)電動勢越大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,空間存在著與圓臺母線垂直向外的磁場,各處的磁感應(yīng)強度大小均為B,圓臺母線與豎直方向的夾角為θ.一個質(zhì)量為m、半徑為r的勻質(zhì)金屬環(huán)位于圓臺底部.環(huán)中通以恒定的電流I后圓環(huán)由靜止向上運動,經(jīng)過時間t后撤去該恒定電流并保持圓環(huán)閉合,圓環(huán)上升的最大高度為H.已知重力加速度為g,磁場的范圍足夠大.在圓環(huán)向上運動的過程中,下列說法正確的是( 。
A.在時間t內(nèi)安培力對圓環(huán)做功為mgH
B.圓環(huán)先做加速運動后做減速運動
C.圓環(huán)運動的最大速度為
2πRIrtcosθ
m
-gt
D.圓環(huán)先有擴張后有收縮的趨勢

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,水平地面上方有一高度為H、上、下水平界面分別為PQ、MN的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.矩形導(dǎo)線框ab邊長為l1,bc邊長為l2,導(dǎo)線框的質(zhì)量為m,電阻為R.磁場方向垂直于線框平面向里,磁場高度H>l2.線框從某高處由靜止落下,當(dāng)線框的cd邊剛進入磁場時,線框的加速度方向向下、大小為
3g
5
;當(dāng)線框的cd邊剛離開磁場時,線框的加速度方向向上、大小為
g
5
.在運動過程中,線框平面位于豎直平面內(nèi),上、下兩邊總平行于PQ.空氣阻力不計,重力加速度為g.求:
(1)線框的cd邊剛進入磁場時,通過線框?qū)Ь中的電流;
(2)線框的ab邊剛進入磁場時線框的速度大小;
(3)線框abcd從全部在磁場中開始到全部穿出磁場的過程中,通過線框?qū)Ь橫截面的電荷量.

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