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17-1-20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＝1.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触.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＝20 cm2，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感应强度B＝0.010 T，自行车车轮的半径R1＝35 cm，小齿轮的半径R2＝4.0 cm，大齿轮的半径R3＝10.0cm（见图17-1-21）.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＝3.2 V？（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）
图17-1-20 图17-1-21
（1）5s末时电阻R上消耗的电功率；
（2）5s末时外力F的功率.
（3）若杆最终以8 m/s的速度作匀速运动, 此时闭合电键S，
射线源Q释放的粒子经加速电场C加速后从a孔对着圆心O进入半径r = 
m的固定圆筒中（筒壁上的小孔a只能容一个粒子通过），圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为B2的匀强磁场。粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移，也无机械能损失，粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从a孔背离圆心射出，忽略粒子进入加速电场的初速度，若粒子质量
= 6.6×10－27 kg , 电量
= 3.2×10－19 C, 则磁感应强度B2多大？若不计碰撞时间，粒子在圆筒内运动的总时间多大？
⑴写出感应电动势瞬时值的表达式
⑵计算线圈在1分钟内产生的热量
⑶经多长时间，线圈内部张力最大，并求其最大值（不计线圈感应电流间的相互作用）
初速度为零的带正电荷的粒子经AB间电场加速后，从B板的小孔射出，当带电粒子到达P点时，长方形abcd区域内立即出现磁感应强度B=4.0T，方向与纸面垂直并交替变化的磁场（时而垂直纸面向外，时而垂直纸面向内，每1.57×10-2s变化一次，粒子到达P点时磁场方向垂直纸面向外。在O处有一静止中性粒子，PO垂直平分ab、cd,ab=cd=1.6m,
=3.0m,带电粒子比荷q/m=50C/kg,重力不计。试求
（1）加速电压U=100V时，带电粒子能否与中性粒子相碰，画出它的轨迹；
（2）欲使带电粒子能与中性粒子相碰，加速电压U的最大值为多少？（极板A、B平行于ad，
3.14）
（1）加速运动的时间和减速运动的时间之比；
（2）AB的总长度。
