(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?
如图所示电路,电源电动势E=12V,内阻r=1Ω。外电路中电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3=7.5Ω。电容器的电容C=2μF。求:
(1)电键S闭合时,电路稳定时电容器所带的电量;
(2)电键从闭合到断开,流过电流表A的电量。
(12分)如图12所示,A、B为平行板电容器的两个极板,A板接地,中间开有一个小孔.电容器电容为C.现通过小孔连续不断地向电容器射入电子,电子射入小孔时的速度为v0,单位时间内射入的电子数为n,电子质量为m,电荷量为e,电容器原来不带电,电子射到B板时均留在B板上,求:
(1)电容器两极板间达到的最大电势差;
(2)从B板上打上电子到电容器两极间达到最大电势差所用时间为多少?
竖直面内的矩形金属线框ABCD由单位长度阻值r0=0.4Ω/m的导线围成,边长分别为AB=a,BC=2a,且a=1m,在线框的左半部分有垂直于线框平面向外的匀强磁场,当磁感应强度随时间均匀增大时,与CD两点相连的电容器中的带电粒子恰好处于悬浮状态,带电粒子所带电量的绝对值为q=10-6C,质量为m=10-8Kg,电容器两水平带电板的距离为d,且d=,已知重力加速度为g=10m/s2,求:
(1)带电粒子的电性;
(2)磁感应强度随时间的变化率;
(3)电路的总功率为多少?
某发电厂发电机的输出功率P=100 kW,发电机端电压U=250 V,向远处送电的输电线的总电阻R=8 Ω.要使传输电线上的功率损失不超过输送功率的5%,用户得到的电压又正好是220 V,那么:
(1)应该怎样安装变压器?画出输电线路的示意图.
(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比.
某发电站的输出功率为104 kW,输出电压为4 kV,通过理想变压器升压后向远处供电.已知输电导线的电阻为25.6 Ω,输电线路损失的功率为输出功率的4%,求:
(1)输电线上的电流;
(2)输电线路上的电压损失;
(3)升压变压器的原副线圈匝数比.
如图所示的电路中,R1=9Ω,R2=30Ω,S闭合时,电压表V的示数为11.4V,电流表A的示数为0.2A,S断开时,电流表A的示数为0.3A,求:
(1)电阻R3的值;
(2)电源电动势E和内电阻r的值.
如图所示的电路中,电源的电动势E=2V,R1=R2=R3=1Ω,当S闭合时,电压表的示数为1V,求:
(1)流过R1和R2的电流;
(2)电源的路端电压和内电阻;
(3)若S断开,电压表的示数变为多少?
如图所示,两平行金属板A.B间为一匀强电场,A、B相距6cm,C、D为电场中的两点,C点在A板上,且CD=4cm,CD连线和场强方向成60°角.已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10﹣17J,电子电量为1.6×10﹣19C.求:
(1)匀强电场的场强;
(2)A.B两点间的电势差;
(3)若A板接地,D点电势为多少?
如图所示为一测速计原理图,滑动触头P与某运动物体相连,当P匀速滑动时,电流表有一定的电流通过,从电流表示数可得到运动物体的速度,已知电源电动势,内阻,AB为粗细均匀的电阻丝,阻值,长度,电容器电容,现测得电流表示数为,方向由N流向M,试求物体速度的大小和方向。
如图所示,E="10" V,R1="4" Ω,R2="6" Ω,C=30μF,电池内阻可忽略。
(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流;
(2)然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电荷量。
(10分)如图所示的电路中,,,未知,当开关S接a时,上消耗的电功率为4.5W,当开关S接b时,电压表示数为3.6V,当开关S接c时,电流表示数为1.5A,试求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)的阻值.
如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内电阻r=0.8 Ω,电路中另一电阻R=10 Ω,直流电压U=210 V,电压表示数UV=110 V.(g取10 m/s2)试求:
(1)通过电动机的电流;
(2)输入电动机的电功率;
(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量?