Question

3．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N，S是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是（　　）

• A． 自行车匀速行驶时线圈中产生的是交流电
• B． 小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关
• C． 知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数
• D． 线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大

Answer 1

分析 线圈中在磁场中旋转产生正弦交流电；小灯泡亮度决定于电功率，根据电功率和法拉第电磁感应定律分析电功率；根据线速度和角速度答关系分析解答；磁通量答变化率线圈匝数无关．

解答 解：A、自行车匀速行驶时，线圈中在磁场中旋转产生感应电动势，如果从中性面开始计时，则e=E_msinωt，所以产生的是交流电，故A正确；
B、小灯泡亮度决定于电功率，电功率P=EI，而E=$\frac{NBSω}{\sqrt{2}}$=$\frac{NBSωv}{\sqrt{2}r}$，所以灯泡亮度与自行车的行驶速度有关，故B错误；
C、如果摩擦轮答半径为r，后轮的半径为R，设后轮转一周的时间为T，则角速度$ω=\frac{2π}{T}$，根据线速度相等，则：rω′=$Rω=R•\frac{2π}{T}$，则：$ω′=\frac{2πR}{Tr}=2πn$，解得：n=$\frac{R}{rT}$，则摩擦轮在一周时间内转动的圈数n可求，故C正确；
D、磁通量答变化率为$\frac{△Φ}{△t}$，与线圈匝数无关，故D错误．
故选：AC．

点评 本题主要是考查交流电答产生和线速度、角速度答关系，解答本题要知道物体做匀速圆周运动过程中，同带且不打滑则它们边缘的线速度大小相等；而共轴则它们的角速度相同．