Question

有人為汽車設計的一個“再生能源裝置”原理簡圖如圖1所示，當汽車減速時，線圈受到磁場的阻尼作用幫助汽車減速，同時產生電能儲存備用。圖1中，線圈的匝數為n，ab長度為L₁，bc長度為L₂。圖2是此裝置的側視圖，切割處磁場的磁感應強度大小恒為B，有理想邊界的兩個扇形磁場區夾角都是90°。某次測試時，外力使線圈以角速度ω逆時針勻速轉動，電刷端和端接電流傳感器，電流傳感器記錄的圖象如圖3所示（I為已知量），取邊剛開始進入左側的扇形磁場時刻。不計線圈轉動軸處的摩擦

（1）求線圈在圖2所示位置時，產生電動勢E的大小，并指明電刷和哪個接電源正極；
（2）求閉合電路的總電阻和外力做功的平均功率；
（3）為了能夠獲得更多的電能，依據所學的物理知識，請你提出改進該裝置的三條建議。

Answer 1

（1）M端是電源正極；（2）；（3）增加磁感應強度；增加線圈匝數；增加磁場區域面積；適當增加線圈面積；變成多組線圈

試題分析：（1）               （2分）
               （1分）
                 （2分）
根據右手定則，M端是電源正極 （1分）
（2）電流：                  （2分）
                （2分）
線圈轉動一個周期時間內，產生電流的時間是半周期                       （2分）
外力平均功率                  （2分）
                  （2分）
（3）增加磁感應強度；增加線圈匝數；增加磁場區域面積；適當增加線圈面積；變成多組線圈等                                           （6分）（答對一條2分）