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如图甲所示,发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具,它在飞起时能够持续发光.某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化:如图乙所示,半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω逆时针匀速转动(...
题目内容:
如图甲所示,发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具,它在飞起时能够持续发光.某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化:如图乙所示,半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω逆时针匀速转动(俯视).圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OP、OQ、OR,辐条互成120°角.在圆环左半部分张角也为120°角的范围内(两条虚线之间)分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场,在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯相连(假设LED灯电阻为r).其他电阻不计,从辐条OP进入磁场开始计时.
(1)在辐条OP转过120°的过程中,辐条OP两端的电势哪端高?OP两端电压U是多大?
(2)求OP转过120°的过程中通过LED灯的电流和整个装置消耗的电能;
(3)为使LED灯发光时更亮,在装置设计上可采取哪些改进措施?(请写出两条措施)
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