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，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0.10 m、匝数n＝20匝的线圈，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B＝  T，线圈的电阻为R1＝0.50 Ω，它的引出线接有R2＝9.5 Ω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，便有电流通过小电珠．当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计)．求： （1） 小电珠中电流的最大值； （2） 电压表的示数； （3） t＝0.1 s时外力F的大小； 答案： 解：由题意及法拉第电磁感应定律知道，由于线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的最大值为：Em＝nBlv＝nB2πrvm，电路总电阻为：R1＋R2，那么小电珠中电流的最大值为Im＝ nB2πrvmR1+R2 ＝ 20×0.2×2π×0.1×2π(9.5+0.5) ＝0.16 A 解：电压表示数为有效值U＝ Um2 ＝ 22 ImR2＝ 22 ×0.16×9.5 V＝0.76 2  V≈1.07 V. 解：当t＝0.1 s也就是T/4时，外力F的大小为F＝nB2πrIm＝ n2B2(2πr)2R1+R2 vm＝0.128 N

查看本题答案和解析