有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示,当汽车减速时,线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速,同时产生电能储存备用。图1中,线圈的匝数为n,ab长度为L1,bc

◎ 题目

有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示,当汽车减速时,线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速,同时产生电能储存备用。图1中,线圈的匝数为n,ab长度为L1,bc长度为L2。图2是此装置的侧视图,切割处磁场的磁感应强度大小恒为B,有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90°。某次测试时,外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动,电刷端和端接电流传感器,电流传感器记录的图象如图3所示(I为已知量),取边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻。不计线圈转动轴处的摩擦

(1)求线圈在图2所示位置时,产生电动势E的大小,并指明电刷哪个接电源正极;
(2)求闭合电路的总电阻和外力做功的平均功率
(3)为了能够获得更多的电能,依据所学的物理知识,请你提出改进该装置的三条建议。

◎ 答案

(1)M端是电源正极;(2)(3)增加磁感应强度;增加线圈匝数;增加磁场区域面积;适当增加线圈面积;变成多组线圈

◎ 解析


试题分析:(1)               (2分)
               (1分)
                 (2分)
根据右手定则,M端是电源正极 (1分)
(2)电流:                  (2分)
                (2分)
线圈转动一个周期时间内,产生电流的时间是半周期                       (2分)
外力平均功率                  (2分)
                  (2分)
(3)增加磁感应强度;增加线圈匝数;增加磁场区域面积;适当增加线圈面积;变成多组线圈等                                           (6分)(答对一条2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示,当汽车减速时,线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速,同时产生电能储存备用。图1中,线圈的匝数为n,ab长度为L1,bc…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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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