Question

有人為汽車(chē)設(shè)計(jì)的一個(gè)“再生能源裝置”原理簡(jiǎn)圖如圖1所示，當(dāng)汽車(chē)減速時(shí)，線(xiàn)圈受到磁場(chǎng)的阻尼作用幫助汽車(chē)減速，同時(shí)產(chǎn)生電能儲(chǔ)存?zhèn)溆�。圖1中，線(xiàn)圈的匝數(shù)為n，ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)₁，bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)₂。圖2是此裝置的側(cè)視圖，切割處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B，有理想邊界的兩個(gè)扇形磁場(chǎng)區(qū)夾角都是90°。某次測(cè)試時(shí)，外力使線(xiàn)圈以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電刷端和端接電流傳感器，電流傳感器記錄的圖象如圖3所示（I為已知量），取邊剛開(kāi)始進(jìn)入左側(cè)的扇形磁場(chǎng)時(shí)刻。不計(jì)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)軸處的摩擦

（1）求線(xiàn)圈在圖2所示位置時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)E的大小，并指明電刷和哪個(gè)接電源正極；
（2）求閉合電路的總電阻和外力做功的平均功率；
（3）為了能夠獲得更多的電能，依據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)，請(qǐng)你提出改進(jìn)該裝置的三條建議。

Answer 1

（1）M端是電源正極；（2）；（3）增加磁感應(yīng)強(qiáng)度；增加線(xiàn)圈匝數(shù)；增加磁場(chǎng)區(qū)域面積；適當(dāng)增加線(xiàn)圈面積；變成多組線(xiàn)圈

試題分析：（1）               （2分）
               （1分）
                 （2分）
根據(jù)右手定則，M端是電源正極 （1分）
（2）電流：                  （2分）
                （2分）
線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生電流的時(shí)間是半周期                       （2分）
外力平均功率                  （2分）
                  （2分）
（3）增加磁感應(yīng)強(qiáng)度；增加線(xiàn)圈匝數(shù)；增加磁場(chǎng)區(qū)域面積；適當(dāng)增加線(xiàn)圈面積；變成多組線(xiàn)圈等                                           （6分）（答對(duì)一條2分）