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如圖所示是一種自行車上照明用的車頭燈發電機的結構示意圖,轉軸的一端裝有一對隨軸轉動的磁極,另一端裝有摩擦小輪.電樞線圈繞在固定的U形鐵芯上,自行車車輪轉動時,通過摩擦小輪帶電磁極轉動,使線圈中產生正弦交變電流,給車頭燈供電.

已知自行車車輪半徑r=35 cm,摩擦小輪半徑r0=1.00 cm.線圈有n=800匝,線圈框橫截面積S=20 cm2,總電阻R1=40 Ω.旋轉磁極的磁感應強度B=0.010 T,車頭燈電阻R2=10 Ω.當車輪轉動的角速度ω=8 rad/s時,求:

(1)發電機磁極轉動的角速度;

(

2)車頭燈中電流的有效值.

 

【答案】

(1)280 rad/s  (2)64 mA

【解析】(1)磁極與摩擦小輪轉動的角速度相等,由于自行車車輪與摩擦小輪之間無相對滑動,故有

ω0r0=ωr

ω0=rad/s=280 rad/s.

(2)摩擦小輪帶動磁極轉動,線圈產生的感應電動勢的最大值為Em=nBω0S=800×0.010×280×20×10-4 V=4.48 V

感應電動勢的有效值E= V=3.2 V

通過燈泡的電流有效值

I= A=64 mA.

 

練習冊系列答案
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(1)發電機磁極轉動的角速度;
(2)車頭燈中電流的有效值(結果保留兩位有效數字).

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(1)發電機磁極轉動的角速度.

(2)車頭燈中電流的有效值.

 

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已知自行車車輪半徑r=35 cm,摩擦小輪半徑r0=1.00 cm.線圈有n=800匝,線圈框橫截面積S=20 cm2,總電阻R1=40 Ω.旋轉磁極的磁感應強度B=0.010 T,車頭燈電阻R2=10 Ω.當車輪轉動的角速度ω=8 rad/s時.求:

(1)發電機磁極轉動的角速度.

(2)車頭燈中電流的有效值.

 

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