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如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图,转动轴的一端装有一对随轴转动的磁极,另一端装有摩擦小轮.电枢线圈绕在固定的U形铁芯上,自行车车轮转动时,通过

网友投稿  2023-04-18 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图,转动轴的一端装有一对随轴转动的磁极,另一端装有摩擦小轮.电枢线圈绕在固定的U形铁芯上,自行车车轮转动时,通过摩擦小轮带动磁极转动,使线圈中产生正弦交变电流,给车头灯供电.已知自行车车轮半径r=35cm,摩擦小轮半径r0=1.00cm,线圈有n=800匝,线圈横截面积S=20cm2,总电阻R1=40Ω.磁极在线圈处产生的磁场可视为匀强磁场,其磁感应强度大小为B=0.01T,车头灯电阻R2=10Ω.当车轮转动的角速度ω=8rad/s时,求:
(1)发电机磁极转动的角速度;
(2)车头灯中电流的有效值(结果保留两位有效数字).

◎ 答案

(1)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等,由于自行车车轮与摩擦小轮与摩擦小轮之间无相对滑动,故有:
r0ω0=rω
所以:ω0=
r0
=
8×0.35
0.01
=280rad/s
(2)摩擦小轮带动磁极转动,线圈产生的感应电动势的最大值为:
Em=NBSω0=800×0.01×280×20×10-4=4.48V
感应电动势的有效值:E=
Em

2
=
4.48

2
=3.2V
通过电流的有效值:I=
3.2
10+40
=0.064A
答:(1)发电机磁极转动的角速度280rad/s.
(2)车头灯中电流的有效值0.064A.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图,转动轴的一端装有一对随轴转动的磁极,另一端装有摩擦小轮.电枢线圈绕在固定的U形铁芯上,自行车车轮转动时,通过…”主要考查了你对  【法拉第电磁感应定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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