Question

（12分）如图所示是中学实验室中的手摇发电机，与摇把相连的大轮的直径为20cm，与转子相连的小轮直径为2cm。已知永磁铁之间产生的匀强磁场的磁感应强度为B=
，转子上线圈共200匝，总电阻为8，每匝线圈的面积为30cm²。现使摇把以每秒2转摇动，则

1）写出该发电机输出的电动势的表达式（以中心面开始计时）。
（2）若该发电机外接一个“4.8V、0.3A”小灯泡，则其实际功率为多少?
（3）若该发电机外接二个发光颜色不同的发光二极管，发光二极管的正向电阻为16，发光电压为，则每个发光二极管每次发光的时间是多少?

Answer 1

（1）   （2）（3）

（1）线圈的转速：（1分）
线圈的最大电动势：（1分）
发电机输出的电动势的表达式：
（2分）
（2）小灯泡的电阻：（1分）
电动势的有效值：（1分）
灯泡的电流：（1分）
小灯泡的实际功率：（1分）
（3）二极管两端的电压：（1分）
当电压为时，（1分）
交流电的周期：（1分）
则每次发光时间：（1分）
本题考查的是发电机的原理及电路相关规律问题，首先根据线圈在磁场运动问题计算出最大电动势从而得到电动势的表达式；再根据欧姆定律计算出小灯泡的实际功率；最后利用二极管的特性计算出每次发光的时间；