Question

【题目】如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮．电枢线圈绕在固定的U形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦交流电，给车头灯供电．已知自行车车轮半径r＝35 cm，摩擦小轮半径r0＝1.00 cm，线圈匝数N＝800，线圈横截面积S＝20 cm2，总电阻R1＝40 Ω，旋转磁极的磁感应强度B＝0.01 T，车头灯电阻R2＝10 Ω.当车轮转动的角速度ω＝8 rad/s时，求：

(1)发电机磁极转动的角速度；

(2)车头灯中电流的有效值．

Answer 1

【答案】(1)280 rad/s　(2)0.064 A

【解析】

试题(1)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，故有

ω0r0＝ωr

＝8×rad/s＝280 rad/s.

(2)摩擦小轮带动磁极转动，线圈产生的感应电动势的最大值为

Em＝nBω0S＝800×0.010×280×20×10－4V＝4.48 V，

感应电动势的有效值＝V＝3.2 V，

通过车头灯的电流有效值为

I＝＝A＝64 mA.