(2011•上海二模)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=0.1m、
来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/07/16 16:28:59
![](http://img.wesiedu.com/upload/6/1c/61c11cfa9fd1cbada8bcd1c5f8114094.jpg)
(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(在图甲中取电流由C向上流过电珠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(摩擦等损耗不计);
(5)某同学说:“该线圈在运动过程中,磁感线始终与线圈平面平行,线圈中的磁通量始终为零,磁通量保持不变,因此线圈中应该没有感应电流产生,但实际却产生了电流,如何解释这个问题呢?”对这个问题说说你的看法.
![(2011•上海二模)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=0.1m、](/uploads/image/z/4070685-21-5.jpg?t=%EF%BC%882011%E2%80%A2%E4%B8%8A%E6%B5%B7%E4%BA%8C%E6%A8%A1%EF%BC%89%E5%A6%82%E5%9B%BE%E7%94%B2%E6%89%80%E7%A4%BA%E6%98%AF%E6%9F%90%E4%BA%BA%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E7%9A%84%E4%B8%80%E7%A7%8D%E6%8C%AF%E5%8A%A8%E5%8F%91%E7%94%B5%E8%A3%85%E7%BD%AE%EF%BC%8C%E5%AE%83%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84%E6%98%AF%E4%B8%80%E4%B8%AA%E5%A5%97%E5%9C%A8%E8%BE%90%E5%90%91%E5%BD%A2%E6%B0%B8%E4%B9%85%E7%A3%81%E9%93%81%E6%A7%BD%E4%B8%AD%E7%9A%84%E5%8D%8A%E5%BE%84%E4%B8%BAr%3D0.1m%E3%80%81)
(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 v=
△x
△t=0.8 m/s
线圈做切割磁感线E=2nπrBv=2×20×3.14×0.1×0.2×0.8=2 V
(2)感应电流 I=
E
R1+R2=0.2 A
电流图象如右图![](http://img.wesiedu.com/upload/5/f4/5f4d01c9f50e62ad62874e30c217304d.jpg)
(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.
F推=F安=nILB=2nIp rB=2×20×0.2×3.14×0.1×0.2=0.5 N.
(4)发电机的输出功率即灯的电功率.P=I2R2=0.22×8 W=0.32 W
(5)磁感线是闭合曲线,所以在磁铁内部也有磁感线,这些磁感线穿过线圈了,所以线圈中的磁通量不为零,且在运动过程中磁通量发生变化了.
故本题答案:(1)2V.(2)如图.(3)0.5N.(4)0.32W.(5)磁感线是闭合曲线,在磁铁的内部也有磁感线,这些磁感线穿过线圈,线圈中的磁通量不为0,运动的过程中,磁通量发生变化.
△x
△t=0.8 m/s
线圈做切割磁感线E=2nπrBv=2×20×3.14×0.1×0.2×0.8=2 V
(2)感应电流 I=
E
R1+R2=0.2 A
电流图象如右图
![](http://img.wesiedu.com/upload/5/f4/5f4d01c9f50e62ad62874e30c217304d.jpg)
(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.
F推=F安=nILB=2nIp rB=2×20×0.2×3.14×0.1×0.2=0.5 N.
(4)发电机的输出功率即灯的电功率.P=I2R2=0.22×8 W=0.32 W
(5)磁感线是闭合曲线,所以在磁铁内部也有磁感线,这些磁感线穿过线圈了,所以线圈中的磁通量不为零,且在运动过程中磁通量发生变化了.
故本题答案:(1)2V.(2)如图.(3)0.5N.(4)0.32W.(5)磁感线是闭合曲线,在磁铁的内部也有磁感线,这些磁感线穿过线圈,线圈中的磁通量不为0,运动的过程中,磁通量发生变化.
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