曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图3-12甲为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc边中点、与ab边平行,它的一端有一半径r0="1.0" cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触,如图3-12乙所示.当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线框在磁极间转动.设线框由N=800匝导线圈组成,每匝线圈的面积S="20" cm2,磁极间的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度B="0.010" T,自行车车轮的半径R1="35" cm,小齿轮的半径R2="4.0" cm,大齿轮的半径R3="10.0" cm(见图乙).现从静止开始使大齿轮加速运动,问大齿轮的角速度为多大时才能使发电机输出电压的有效值U="3.2" V?(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动)
图3-12
如图3-11所示,单匝线圈在匀强磁场中绕OO′轴从图示的位置开始匀速转动,已知从图示位置转过π/6时,线圈中的电动势大小为6 V,求:
图3-11
(1)交变电动势的最大值、有效值;
(2)设线圈的电阻为R="1" Ω,角速度ω="100" rad/s,线圈由图示位置转过π/2的过程中通过导线截面的电荷量.
将交变电压u=sin100πt V加在灯泡两端,灯泡的额定值为“220 V 100 W”,如果不考虑灯丝电阻的变化,求:
(1)通过灯丝电流的最大值;
(2)灯泡的实际功率;
(3)每秒钟电流方向变化的次数;
(4)通过灯丝的电流瞬时值方程.
图4-1-12中a、b、c、d是星形连接的三相交流电源在照明电路中的输电导线,用电压表测得a、b间的电压为220 V,b、c间的电压为380 V,那么四根导线中哪根是零线?图中1、2、3是三盏额定电压都是220 V的白炽灯,分别把它们正确接入三相输电线路中,画出电路图.
图4-1-12
某小水电站发电机输出的电功率为100 kW,输出电压为250 V.现准备向远处输电,所用输电线的总电阻为8 Ω,要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%,用户获得220 V电压,求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器?(设负载均视为纯电阻)
单匝矩形线框abcd如图所示,其中ab=L1,bc=L2,绕框电阻为r,ad间接电阻R,并串入电流表,线框以ad边为轴在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动,角速度为ω,求:
(1)交流电流表A的示数;
(2)从图示位置转过90°角过程中,通过电流表的总电荷量;
(3)从图示位置转过90°角过程中,电阻R上产生的热量.
如图4-1-15所示三相四线制供电电路中,电源电压u="220" V.三相负载都是纯电阻,RA=RB="10" Ω,RC="20" Ω,问:
图4-1-15
(1)中性线能否省去?
(2)若中性线OO′断路,RA发生短路,RB、RC两端电压及其中电流多大?
(3)若中性线OO′断路,RA也断路,RB、RC两端电压和其中电流又是多大?
在线电压为380 V的三相交流电路中,如图4-1-14所示,接有三只电阻均为484 Ω的电灯.问:
图4-1-14
(1)这三只电灯属何种接法?每只灯的电压、电流、功率各是多少?
(2)若L1灯的保险丝熔断,则其余两灯的电压、电流、功率又各是多少?
(3)若L1灯短路,则其余两灯的情况怎样?
如图4-1-17所示三相供电线路上,接入三相电灯负载,线电压为380 V,每相负载电阻500 Ω.求:
图4-1-17
(1)正常工作时,电灯两端的电压和通过电灯的电流;
(2)如果A断开,其他两相电灯的电压和电流;
(3)如A相短路而熔断器未熔断,求各相电灯的电压和电流.
如图4-1-16所示三相供电线路,接入三相电灯负载,线电压为380 V,每相负载电阻500 Ω,求:
图4-1-16
(1)如果A相断开,其他两相电灯的电压和电流.
(2)如A相短路而熔断器未熔断,其他两相电灯的电压和电流.
如图14-2-21所示,线圈的自感系数为3 μH,在线圈的中间有抽头2,电容器的电容可在300 pF—150 pF之间变化,S为转换开关,求此回路的最大周期和最大频率.
图14-2-21
LC振荡电路中可变电容器电容C的取值范围为10 pF—360 pF,线圈的自感系数L="1.0" mH,求该振荡电路能获得的振荡电流的最高频率和最低频率各是多少.
如图14-2-8所示LC回路中C是一平行板电容器,两板水平放置,开关断开时,电容器内带电灰尘恰好静止,当开关S闭合后,灰尘在电容器内运动,若C="4" μF, L="0.1" mH,求:
(1)从S闭合时开始计时,经过2π×10-5 s时,电容器内灰尘的加速度大小是多少?
(2)当灰尘的加速度多大时,线圈中电流最大?
图14-2-8