某发电站通过燃烧煤来发电,煤的热值为500J/kg,热能发电效率为80%,发电站通过升压器、输电器和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户,发电机输出的功率是100kW,输出电压是250V,升压变压器原、副线圈匝数比是1:25,输电线上功率损失为4%,用户需用电压 220V,则:(1)输电线上的电阻和降压器的匝数比各是多少?(2)若用60kW分配给生产用电,其余电能用来照明,那么可装25W的电灯多少盏?(3)燃烧10kg煤有多少热能转化为电能?
(本题13分)在如图所示的直角坐标系中,有一个与坐标平面垂直的界面,界面与x轴成45°且经过坐标原点O,界面右下侧有一匀强电场,场强为E,方向沿y轴的正方向,界面左上侧有一匀强磁场,方向垂直坐标平面向里,大小未知。现把一个质量为m,电量为+q的带电粒子从坐标为(,-)的P点处由静止释放,粒子以一定的速度第一次经过界面进入磁场区域。经过一段时间,从坐标原点O再次回到电场区域,不计粒子的重力。求: (1)粒子第一次经过界面进入磁场时的速度有多大? (2)磁场的磁感应强度的大小? (3)粒子第三次经过界面时的位置坐标?
(本题12分)如图所示的装置中,平行板电场中有一质量为m,带电量为q的小球,用长L的细线拴住后在电场中处于平衡状态(即平衡位置),此时线与竖直方向的夹角为θ,两板间的距离为d,求: (1)小球带何种电荷? (2)两板间的电势差是多少? (3)把线拉成竖直向下的位置,放手后小球到达平衡位置时的速度为多大?
(本题9分)如图所示,在一磁感应强度B的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距L平行金属导轨(导轨的电阻不计)。在两根导轨的左端连接一阻值R的电阻,导轨上有一根长为L,电阻为r的金属棒AB与导轨正交放置。不计金属棒与导轨间的摩擦力,当金属棒以速度v向右做匀速运动时,求 (1)金属棒AB切割磁感线运动产生的感应电动势E和金属棒AB中电流的方向? (2)电阻R两端的电压U? (3)使金属棒做匀速运动的水平向右的外力F多大?
如图所示,在x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为45°且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为45°。不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大。求: ⑴C点的坐标; ⑵离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间; ⑶离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角。
(13分) 如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内,导轨间距为d,b、c两点间接一阻值为r的电阻。ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、有效电阻值为r,杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速运动,上升了H高度,这一过程中bc间电阻r产生的焦耳热为Q,g为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求: ⑴导体杆上升到H过程中通过杆的电量; ⑵导体杆上升到H时所受拉力F的大小; ⑶导体杆上升到H过程中拉力做的功。