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    图甲所示是一种自行车上照明用的车头灯，图乙是这种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变电流，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.线圈有n=800匝，线圈框横截面积S=20 cm2,总电阻R1=40 Ω.旋转磁极的磁感应强度B=0.010 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.

    （1）280 rad/s （2）64 mA

    解析：（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

    ω0= 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=800×0.010×280×20×10-4 V=4.48 V

    感应电动势的有效值E= V=3.2 V

    通过灯泡的电流有效值

    I= A=64 mA.

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    如图所示，曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图甲为其结构示意图．图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点与ab边平行，它的一端有一半径r0＝1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所示．当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动．设线框由N＝800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S＝20cm2，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感强度B＝0.010T，自行车车轮的半径R1＝35cm，小齿轮的半径R2＝4.0cm．大齿轮的半径R3＝10.0cm(见图乙)．现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U＝3.2V？(假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动)

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    科目：高中物理 来源： 题型：038

    曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图甲为其结构示意图．图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点与ab平行，它的一端有一半径r0＝1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所示．当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动．设线框由n＝800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S＝20cm2，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感强度B＝0.010T，自行车车轮的半径R1＝35cm，小齿轮的半径R2＝4.0cm，大齿轮的半径R3＝10.0cm(见图)．现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U＝3.2V？(假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动)

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    图甲所示是一种自行车上照明用的车头灯，图乙是这种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变电流，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.线圈有n=800匝，线圈框横截面积S=20 cm2，总电阻R1=40 Ω.旋转磁极的磁感应强度B=0.010 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.

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