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        1. 曾經(jīng)流行過一種自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機,圖1為其結(jié)構(gòu)示意圖,圖中N、S是一對固定的磁極,abcd為固定的轉(zhuǎn)軸上的矩形線框,轉(zhuǎn)軸過bc邊中點,與ab邊平行,它的一端有一半徑ro=1.0 cm的摩擦小輪,小輪與自行車車輪的邊緣相接觸,如圖2所示當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時,因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動,從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動設(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成,每匝線圈的面積S=20 cm2,磁極間的磁場可視作勻強磁場,磁感強度B=0.010 T,自行車車輪的半徑R1=35 cm,小齒輪的半徑R2=4.0 cm,大齒輪的半徑R3=10.0 cm(見圖2)現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動,問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值U=3.2 V?(假設(shè)摩擦小輪與自行車輪之間無相對滑動)

          答案:
          解析:

            當(dāng)自行車車輪轉(zhuǎn)動時,通過摩擦小輪使發(fā)電機的線框在勻強磁場內(nèi)轉(zhuǎn)動,線框中產(chǎn)生一正弦交流電動勢,其最大值:Em=N BSω0(式中ω0為線框轉(zhuǎn)動的角速度,即摩擦小輪轉(zhuǎn)動的角速度) (3分)

            發(fā)電機兩端電壓的有效值:U=/2×Em (2分)

            設(shè)自行車車輪轉(zhuǎn)動的角速度為ω1,由于自行車車輪與摩擦小輪之間無相對滑動,它們的線速度相同,因此有:R1ω1=r0ω0 (3分)

            小齒輪轉(zhuǎn)動的角速度與自行車輪轉(zhuǎn)動的角速度相同,也為ω1設(shè)大齒輪轉(zhuǎn)動的角速度為ω,有:R3ω=R2ω1 (3分)

            由以上各式解得: (3分)

            代入數(shù)據(jù)得:ω=3.2rad/s (2分)


          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2003?北京)曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭供電的小型交流發(fā)電機,如圖1為其結(jié)構(gòu)示意圖.圖中N、S是一對固定的磁極,abcd為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框,轉(zhuǎn)軸過bc的中點、與ab邊平行,它的一端有一半徑r0=1.0cm的摩擦小輪,小輪與自行車車輪的邊緣相接觸,如圖2所示.當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時,因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動,從而使線圈在磁極間轉(zhuǎn)動.設(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線組成,每匝線圈的面積S=20cm2,磁極間的磁場可視為勻強磁場,磁感強度B=0.010T,自行車車輪的半徑R1=35cm,小齒輪的半徑R2=4.0cm,大齒輪的半徑R3=10.0
          cm(如圖2).現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動,問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值U=3.2V?(假定摩擦小輪與自行車之間無相對滑動)

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          曾經(jīng)流行過一種自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機,圖13-4-18為其結(jié)構(gòu)示意圖,圖中N、S是一對固定的磁極,abcd為固定的轉(zhuǎn)軸上的矩形線框,轉(zhuǎn)軸過bc邊中點,與ab邊平行,它的一端有一半徑ro=1.0 cm的摩擦小輪,小輪與自行車車輪的邊緣相接觸,如圖3所示當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時,因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動,從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動設(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成,每匝線圈的面積S=20 cm2 ,磁極間的磁場可視作勻強磁場,磁感強度B=0.010T,自行車車輪的半徑R1=35 cm,小齒輪的半徑R2=4.0 cm,大齒輪的半徑R3=10.0 cm(見圖13-4-19)現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動,問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值U=3.2 V?(假設(shè)摩擦小輪與自行車輪之間無相對滑動)

                      

                                   

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          (20分)

          曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機,圖1結(jié)構(gòu)圖中,N、S是一對固定的磁極,abcd為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框,轉(zhuǎn)軸過bc邊并與ab邊平行,它的一端有一半徑r0=1.0cm的摩擦小輪,小輪與自行車車輪的邊緣接觸,如圖2所示。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時,因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動,從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成,每匝線圈的面積S=20cm2,磁極間磁場可視勻磁場,磁感強度B=0.010T,自行車車輪的半徑R1=35.0cm,小齒輪的半徑R2=4.0cm齒輪的半徑R3=10.0cm(見圖2),F(xiàn)從靜止開始大齒輪加速轉(zhuǎn)動,問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值U=3.2V。(假定摩擦小輪與自行車車輪之間無相對滑動)

           

           

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          曾經(jīng)流行過一種自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機,圖1為其結(jié)構(gòu)示意圖。圖中NS是一對固定的磁極,abcd為固定的轉(zhuǎn)軸上的矩形線框,轉(zhuǎn)軸過bc邊中點,與ab邊平行,它的一端有一半徑ro=1.0 cm的摩擦小輪,小輪與自行車車輪的邊緣相接觸,如圖2所示。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時,因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動,從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動。設(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成,每匝線圈的面積S=20 cm2 ,磁極間的磁場可視作勻強磁場,磁感強度B=0.010T,自行車車輪的半徑R1=35 cm,小齒輪的半徑R2=4.0 cm,大齒輪的半徑R3=10.0 cm(見圖2),F(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動,問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值U=3.2 V?(假設(shè)摩擦小輪與自行車輪之間無相對滑動)

                      

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