如今,世界各國的科學家都在尋找和開發新的能源。最近,美國麻省理工學院的兩名學生髮現,人類運動產生的能量是一種尚...
問題詳情:
如今,世界各國的科學家都在尋找和開發新的能源。最近,美國麻省理工學院的兩名學生髮現,人類運動產生的能量是一種尚待開發的新能源。他們設計了一種地板系統,可以在火車站、舞廳、商場等人流集中的地方收集人們走路、跳舞以及跳躍等運動產生的機械能,並將其轉化為電能。他們稱這種“發電”形式為“人群電場”。這種地板系統是由很多木塊交錯組成的,人們走路時會對這種地板產生壓力,通過一定的裝置,把機械能轉化為電能。受此啟發,某學校研究*學習小組設計了一種振動發電裝置,如圖所示是此裝置的模型。它的結構是一個半徑為r=0.1m的有50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佈(如圖*、乙所示)。線圈的電阻為2,它的引出線接有“4V,2W”的燈泡L,外力推動線圈的P端,作往復運動.當線圈向右的位移隨時間變化的規律如圖*所示時(x取向右為正),燈泡正常發光:
(1)試求線圈所在位置B的大小並在圖丁中畫出感應電流隨時間變化的圖象(取逆時針電流為正).
(2)求每一次推動線圈運動過程中的作用力.
【回答】
(1)
由圖象知線圈往復勻速運動速率為V=0.8m/s
通過燈泡電流I=P/u=0.5A
線圈中感應電動勢為E=u+Ir=5V
每匝線圈切割長度L=2r=0.2
切割電動勢為E=nBLV
解得B=5/8=0.2T
(2)線圈往復勻速運動F=F安
F安=nILB
解得F=3.125N
知識點:電磁感應單元測試
題型:計算題
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