高中物理综合题

如图18-7-16所示为彩色电视机的消磁电路示意图，R是热敏电阻，L是消磁线圈.试说明此电路的工作过程.

图18-7-16

如下图所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P₁、P₂两个滑动头，P₁可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动.弹簧处于原长时，P₁刚好指着A端，P₁与托盘固定相连.若P₁、P₂间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小.已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m₀，电源电动势为ε，内阻不计，当地的重力加速度为g.求：

(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P₁离A的距离x₁;
(2)托盘上放有质量为m的物体时，P₁离A的距离x₂;
(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P₂，使P₂离A的距离也为x₁,从而使P₁、P₂间的电压为零.校准零点后，将物体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P₁、P₂间的电压之间的函数关系式.

如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度.m是一个金属球，它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为L的电阻丝，其电阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计，电阻丝的中点C焊接一根导线.从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V（金属丝和导线电阻不计）；图中虚线OC与AB相垂直，且OC＝h，电阻丝AB接在电压为E的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中使AB沿着前进的方向，列车静止时金属丝呈竖直状态，当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小.

图5-8
（1）当列车向右匀加速运动时，试写出加速度a与电压表读数U的对应关系.以便重新刻制电压表表面使它成为直读加速度数值的加速计.
（2）用此装置测得的最大加速度是多少?
（3）为什么C点设置在电阻丝AB的中间?对电压表的选择有什么特殊要求?

如图57为一种加速度仪的示意图.质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中.求：

图5-7
（1）系统的加速度a（以向右为正）和电压表读数U的函数关系式.
（2）将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？
（3）若电压表指针指在满刻度的3/4位置，此时系统的加速度大小和方向如何？

电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态.如图5-3-13所示是电饭锅电路的示意图，S是用感温材料制造的开关，R₁是电阻，R₂是供加热用的电阻丝.

图5-3-13
（1）试判断开关S接通时和断开时，电饭锅分别处于哪种工作状态，说明你的理由.
（2）如果要使R₂在保温状态时的功率是加热状态时的一半，R₁/R₂应是多大?

某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图18-7-4所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.
现有下列器材：力电转换器、质量为m₀的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）.

图18-7-4
请完成对该物体质量的测量：
（1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使调节范围尽可能大.画出这一完整的电路（包括力电转换器在内）.
（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m.
（3）设想实验中可能会出现的问题.

有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为100∶1，原线圈上所加电压为23 kV，副线圈通过总电阻为2 Ω的输电导线向用户供电，用户得到220 V的电压，求输电导线上损失的功率.

单相交流发电机的路端电压为220 V，输出的电功率为4 400 W，发电机到用户单根输电线的电阻为2 Ω.求：
（1）用户得到的电压和电功率各是多少？
（2）如果用变压比为1∶10的升压变压器升压后向用户输电，用户处再用变压比为10∶1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？

有一台发电机，供给一个学校用电，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻是4 Ω，全校共有22个教室，每个教室有“220 V  60 W”的电灯6盏.要保证全部电灯都能正常发光，则发电机的输出功率应是多大?

发电机输出功率为100 kW，输出电压为250 V，用户需要220 V的电压，输电线电阻为10 Ω，若输电线损失的功率为输送功率的4%，试求：
(1)输电线上的升压和降压变压器原、副线圈的匝数比；
(2)画出此输电线路示意图；
(3)用户得到的电功率是多少?

为了减少火力发电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站，三峡水利工程中某一水电站机组的设计为：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10 m，水流量为Q="10" m³/s，水轮机效率为75%，发电机效率为80%，试问：
(1)发电机组的输出电功率是多少？
(2)三峡工程中的三峡指什么峡？
(3)如果发电机输出电压为240 V，用户所需电压为220 V，输电线路中能量损失为5%，输电线电阻为，那么所需的升压变压器和降压变压器的原副线圈匝数比分别是多少？

发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器可视为理想变压器).
(1)画出上述输电全过程的线路图；
(2)若发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；
(3)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压；
(4)计算降压变压器的输出功率.

某变电站用220 V的电压送电，导线损失功率为输送功率的20%，若要使导线损失的电功率降为输送功率的5%，则输送电压应为多少？

如图10-2-21所示，理想变压器原线圈中输入电压U₁＝3 300 V，副线圈两端电压U₂为220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L₁和L₂，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U＝2 V，求：

图10-2-21
（1）原线圈n₁等于多少匝？
（2）当开关S断开时，表A₂的示数I₂＝5 A，则表A₁的示数I₁为多少？
（3）当开关S闭合时，表A₁的示数I₁′等于多少？

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80 km远处供电.已知输电导线的电阻率为ρ=2.4×10^-8 Ω·m，导线横截面积为1.5×10^-4 m²，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）输电线路上的电压损失.