9. 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为
r=0.1 m、匝数
n=100 的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。线圈所在位置磁感应强度
B的大小均为
B=
T,线圈的电阻为
R1=0.5 Ω,它的引出线接有
R2=9.5 Ω的小电珠L。外力推动线圈框架的
P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过电珠。当线圈运动速度
v随时间
t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计),从
t=0时刻开始计时。
(1)写出线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式以及电压表中的示数;
(2)通电40 s小电珠L消耗的电能;
(3)
t=0.1 s时外力
F的大小。