◎ 题目

如图所示1（a）是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个半径为r=0.1m的有20匝的线圈套在辐向形永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布[其右视图如图1（b）]．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2T．线圈的电阻为2Ω，它的引出线接有8Ω的电珠L．外力推动线圈框架的P端，使线圈作往复运动，便有电流通过电珠．当线圈向右的位移随时间变化的规律如图2所示时（x取向右为正）： （1）试在图3中画出感应电流随时间变化的图象[在图1（a）中取电流由C向上流过电珠L到D为正]． （2）求每一次推动线圈运动过程中的作用力． （3）求该发电机输出的功率．（摩擦等损耗不计）

◎ 答案

（1）从图中可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为v= △x △t = 0.08 0.1 m/s=0.8m/s 线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势E=n2πrBv=20×2×3.14×0.1×0.2×0.8V=2V 感应电流    I= E R1+R2 = 2 8+2 A=0.2A 根据右手定则可得，当线圈沿x正方向运动时，产生的感应电流在图1（a）中是由D向下经过电珠L流向C的．于是可得到如答图所示的电流随时间变化的图象． （2）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=nI（2πr）B=20×0.2×2×3.14×0.1×0.2=0.5（N）． （3）发电机的输出功率即灯的电功率．P=I2R2=(0.2)2×8W=0.32W 答：（1）感应电流随时间变化的图象如图所示． （2）每一次推动线圈运动过程中的作用力是0.5N． （3）该发电机输出的功率0.32W．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示1（a）是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个半径为r=0.1m的有20匝的线圈套在辐向形永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布[其右视图如图1（b）]．在线…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】  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。