Question

如圖所示1－1（a）是某人設(shè)計的一種振動發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)是一個半徑為r＝0.1 m的有20匝的線圈套在輻向形永久磁鐵槽中，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布［其右視圖如圖（b）］．在線圈所在位置磁感應(yīng)強度B的大小均為0.2 T．線圈的電阻為2Ω，它的引出線接有8Ω的電珠L，外力推動線圈的P端，作往復運動，便有電流通過電珠．當線圈向右的位移隨時間變化的規(guī)律如圖1－2所示時(x取向右為正)：

　　　　

圖1－1　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1－2

⑴試畫出感應(yīng)電流隨時間變化的圖象［在圖（b）中取逆時針電流為正］．

⑵求每一次推動線圈運動過程中的作用力．

⑶求該發(fā)電機的功率。（摩擦等損耗不計）

Answer 1

解：⑴由(c)圖知，線圈往返每次運動都是勻速直線運動

  V=                                            （3分）

 因磁場均勻輻向，可見線圈每次運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢恒定：

                           (6分)

  ∴I=                                               (3分)

發(fā)電機輸出功率就等于電珠的電功率：

  P_出=I²R₂=0.32W                                                    (2分)

⑵因勻速：F_推=F_安=nBIL=2πnrBI=0.5(N)                              (5分)