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> 曾经流行过一种向自行车车头供电的小型交流发电机,如图1为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc的中点、与ab边平行,它的一端有-物理
曾经流行过一种向自行车车头供电的小型交流发电机,如图1为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc的中点、与ab边平行,它的一端有-物理
题目简介
曾经流行过一种向自行车车头供电的小型交流发电机,如图1为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc的中点、与ab边平行,它的一端有-物理
题目详情
曾经流行过一种向自行车车头供电的小型交流发电机,如图1为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc的中点、与ab边平行,它的一端有一半径r
0
=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触,如图2所示.当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线圈在磁极间转动.设线框由N=800匝导线组成,每匝线圈的面积S=20cm
2
,磁极间的磁场可视为匀强磁场,磁感强度B=0.010T,自行车车轮的半径R
1
=35cm,小齿轮的半径R
2
=4.0cm,大齿轮的半径R
3
=10.0
cm(如图2).现从静止开始使大齿轮加速转动,问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=3.2V?(假定摩擦小轮与自行车之间无相对滑动)
题型:问答题
难度:中档
来源:北京
答案
当自行车车轮转动时,通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动,线框中产生一正弦交流电动势,
其最大值
εm=NBS0ω0 ①
式中ω0为线框转动的角速度,即摩擦轮转动的角速度.
发电机两端电压的有效值
U=
2
2
εm ②
设自行车车轮的角速度为ω1,由于自行车车轮摩擦小轮之间无相对滑动,有
R1ω1=R0ω0 ③
小齿轮转动的角速度与自行车转动的角速度相同,也为ω1.设大齿轮的角速度为ω,有
R3ω=rω1 ④
由以上各式得
ω=
2U
NBS
-
R
2
r
0
R
3
R
1
⑤
代入数据得
ω=3.2rad/s ⑥
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