曾经流行过一种向自行车头灯供电的小型交流发电机,图为其结构示意图.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
=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触,如图2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
,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
=35cm,小齿轮的半径
=4.0cm,大齿轮的半径
=10.0cm.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)