10匝线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电动势e=10sin 20πt(V).求:(1)t=0时,线圈内磁通量Φ和磁通量变化率;(2)线圈从中性面开始转动180°过程中,感应电动势的平均值和最大值之比.
(14分)为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染,目前正大力发展水电站.某一水电站发电机组设计为:水以v1=3 m/s的速度流入水轮机后以v2=1 m/s的速度流出,流出水位比流入的水位低100 m,水流量为Q=100 m3/s,水轮机效率为75%,发电机效率为80%,求:(g=10 m/s2,水的密度ρ=103 kg/m3)(1)发电机组的输出功率是多少?(2)如果发电机输出电压为24 kV,输电线路中能量损失为0.05%,输电线电阻为19.5 Ω,那么所需升压变压器的原、副线圈匝数比是多少?
(14分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动.一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05 m2,线圈转动的频率为50 Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B= T.为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V,11 kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器,电路如图12所示,求:(1)发电机的输出电压有效值为多少?(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少?(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大?
(10分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图11所示,发电机内阻r=5.0 Ω,外电路电阻R=95 Ω.已知感应电动势的最大值Em=nωΦm,其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数.
温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中,它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的.如图10甲所示,电源的电动势E=9.0 V,内电阻可忽略不计;G为灵敏电流表,内阻Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻值与温度的变化关系如图10乙所示的R-t图线表示,闭合开关,当R的温度等于20℃时,电流表示数I1=2 mA;当电流表的示数I2=3.6 mA时,热敏电阻R的温度是多少?
(15分)如图9所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块,滑块可无摩擦滑动,两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出.现将该装置沿运动方向固定在汽车上,传感器b在前,传感器a在后,汽车静止时,传感器a、b的示数均为10 N.(g取10 m/s2)(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6.0 N,求此时汽车的加速度大小和方向.(2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数恰好为零.