某探究小组设计了一个质谱仪,其原理如图所示.一束电量均为,质量不同的带负电的粒子,经过电场加速后进入一速度选择器,从点进入一等腰直角三角形的有界磁场中,又从斜边射出.速度选择器中垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为,竖直向下的匀强电场强度为,有界磁场的磁感应强度为,直角边长为,为斜边的中点,两点相距为.求:(1)带电粒子进入有界磁场的速度大小.(2)带电粒子质量应满足的条件.(3)打在斜边上Q点的带电粒子在磁场中运动的时间.
(16分)发电机的端电压为220 V,输出电功率为44 kW,输电导线的电阻为0.2 Ω,如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压,经输电线路后,再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户. (1)画出全过程的线路图. (2)求用户得到的电压和功率. (3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的功率和电压.
(14分)如图 (a)是一理想变压器的电路连接图,图(b)是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象,已知原、副线圈的匝数比为10∶1,电流表A2的示数为2 A,开关S断开,求: (1)变压器的输入功率和电压表的示数; (2)将开关S闭合,定性分析电路中三只电表的示数变化情况.
图为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如题13-2图所示。若只在ce间接一只="400" Ω的电阻,或只在de间接一只="225" Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。 (1)请写出原线圈输入电压瞬时值的表达式; (2)求只在ce间接400Ω的电阻时,原线圈中的电流I1; (3)求ce和de 间线圈的匝数比。
(14分)某学校有一台应急备用发电机,内阻为r="1" Ω,升压变压器的匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻为R="4" Ω,全校22个教室,每个教室用“220 V 40 W”的灯泡6盏,要求所有灯都正常发光,则 (1)输电线上损耗的电功率多大? (2)发电机的输出功率多大? (3)发电机的电动势多大?
(12分)如图所示,理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1,交流电源电压U=311sin100πt V,F为熔断电流为I0="1.0" A的保险丝,负载为一可变电阻. (1)当电阻R="100" Ω时,保险丝能否被熔断? (2)要使保险丝不被熔断,电阻R的阻值应不小于多少?变压器输出的电功率不能超过多少?