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3-1-7甲為其結構示意圖.圖中N、S是一對固定的磁極，abcd為固定在轉軸上的矩形線框，轉軸過bc邊中點、與ab邊平行，它的一端有一半徑r0=1.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖3-17乙所示.當車輪轉動時，因摩擦而帶動小輪轉動，從而使線框在磁極間轉動.設線框由N=800匝導線圈組成，每匝線圈的面積S=20 cm2，磁極間的磁場可視為勻強磁場，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3-17乙).現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速運動，問大齒輪的角速度為多大時才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值U=3.2 V？(假定摩擦小輪與自行車輪之間無相對滑動)

圖3-17

解：當自行車車輪轉動時，通過摩擦小輪使發(fā)電機的線框在勻強磁場內轉動，線框中產(chǎn)生一正弦交變電動勢，其最大值Em=NBSω0，式中ω0為線框轉動的角速度，即摩擦小輪轉動的角速度.

發(fā)電機兩端電壓的有效值U=Em

設自行車車輪轉動的角速度為ω1，由于自行車車輪與摩擦小輪之間無相對滑動，則R1ω1=r0ω0

小齒輪轉動的角速度與自行車輪轉動的角速度相同，也為ω1.設大齒輪轉動的角速度為ω，則R3ω=R2ω1.由以上各式解得ω=,代入數(shù)據(jù)得ω=3.2 rad/s.

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：038

曾經(jīng)流行過一種向自行車頭燈供電的小型交流發(fā)電機，圖為其結構示意圖．圖中N、S是一對固定的磁極，abcd為固定在轉軸上的矩形線框，轉軸過bc邊中點、與ab邊平行，它的一端有一半徑＝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．當車輪轉動時，因摩擦而帶動小輪轉動，從而使線框在磁極間轉動．設線框由N＝800匝導線圈組成，每匝線圈的面積，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＝35cm，小齒輪的半徑＝4.0cm，大齒輪的半徑＝10.0cm．現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉動，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輪之間無相對滑動）

 

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科目：高中物理 來源：物理教研室 題型：038

曾經(jīng)流行過一種向自行車頭燈供電的小型交流發(fā)電機，圖為其結構示意圖．圖中N、S是一對固定的磁極，abcd為固定在轉軸上的矩形線框，轉軸過bc邊中點、與ab邊平行，它的一端有一半徑＝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．當車輪轉動時，因摩擦而帶動小輪轉動，從而使線框在磁極間轉動．設線框由N＝800匝導線圈組成，每匝線圈的面積，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＝35cm，小齒輪的半徑＝4.0cm，大齒輪的半徑＝10.0cm．現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉動，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)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機，圖2為其結構示意圖.圖中N、S是一對固定的磁極，abcd為固定在轉軸上的矩形線框，轉軸過bc邊中點、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3所示.當車輪轉動時，因摩擦而帶動小輪轉動，從而使線框在磁極間轉動.設線框由n＝800匝導線圈組成，每匝線圈的面積S＝20cm2，磁極間的磁場可視作勻強磁場，磁感應強度B＝0.010T，自行車車輪的半徑R1＝35cm，小齒輪的半徑R2＝4cm，大齒輪的半徑R3＝10.0cm（見圖3）.現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉動，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)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機，圖17-3甲為其結構示意圖.圖中N、S是一對固定的磁極，abcd為固定在轉軸上的矩形線框，轉軸過bc邊中點、與ab邊平行， 它的一端有一半徑r0=1.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖17-3乙所示.當車輪轉動時，因摩擦而帶動小輪轉動，從而使線框在磁極間轉動.設線框由N=800匝導線圈組成，每匝線圈的面積S=20 cm2，磁極間的磁場可視作勻強磁場，磁感應強度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(見圖乙).現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉動，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?(假定摩擦小輪與自行車輪之間無相對滑動)

           

圖17-3

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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17-1-20為其結構示意圖.圖中N、S是一對固定的磁極，abcd為固定在轉軸上的矩形線框，轉軸過bc邊中點，與ab邊平行，它的一端有一半徑R0＝1.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸.當車輪轉動時，因摩擦而帶動小輪轉動，從而使線框在磁極間轉動.設線框由N＝800匝導線圈組成，每匝線圈的面積S＝20 cm2，磁極間的磁場可視作勻強磁場，磁感應強度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＝10.0cm（見圖17-1-21）.現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉動，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？（假定摩擦小輪與自行車輪之間無相對滑動）

        

圖17-1-20　　　                             圖17-1-21

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