【題目】某個小水電站的發(fā)電機的正方形線圈邊長為50cm,匝數(shù)為100匝,線圈電阻為0.2Ω;線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸00′勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為50r/s;電動勢的最大值為250V.(結(jié)果有根號或的可以保留)
(1)發(fā)電機中勻強磁場的磁感應(yīng)強度為多大?
(2)若線圈從圖示位置開始計時,寫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的函數(shù)表達式。
(3)將阻值R=4.8Ω的外電阻接在線圈兩端,如圖所示,則交流電壓表的示數(shù)是多大?此時發(fā)電機的輸出功率為多大?
(4)將該發(fā)電機通過升壓變壓器升壓后向遠處輸電,如圖所示,發(fā)電機的輸出功率為100kW,輸電線的總電阻為8Ω,在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V.要求在輸電線上損失的功率控制為5kW.
①請你設(shè)計水電站升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比和用戶降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比(、均為理想變壓器),以達到控制損失功率的要求(匝數(shù)比寫成整數(shù)之比);
②夏天用電高峰期,常出現(xiàn)電器(例如空調(diào))不能正常使用的情況。這一現(xiàn)象可以通過回答下面的這個問題來加以解釋。如圖所示是變壓器給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓,負載變化時輸入電壓不會有大的波動。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶,兩條輸電線的等效電阻為.當用電器增加時(即開關(guān)k由斷開到接通時),圖中電流表和電壓表的讀數(shù)如何變化?并簡單解釋這樣變化的原因.
【答案】(1)(2)(3)240V,1.2×104W(4)① ; ②電流表讀數(shù)變大,電壓表讀數(shù)減小。
【解析】
(1) 根據(jù)可得:
(2)從圖示位置開始計時,感應(yīng)電動勢隨時間變化的函數(shù)表達式: 。
(3)感應(yīng)電動勢的有效值:
將阻值R=4.8Ω的外電阻接在線圈兩端,電流:
電壓表讀數(shù):
發(fā)電機的輸出功率:
(4)①輸電線上的電流:
T1的初級電流: ,則T1的匝數(shù)比:
T1的次級電壓:
T2初級電壓:
則T2的匝數(shù)比:
②由題意可知U3是恒定不變的,則U4也是恒定不變的,當用電器增加時,則總電阻會減小,則電流變大,即電流表A的讀數(shù)變大,R0上的電壓變大,則由于U電器=U4-UR0,可知電壓表讀數(shù)減小.
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【題目】如圖甲所示,光滑曲面軌道固定在豎直平面內(nèi),下端出口處在水平方向上。一平板車靜止在光滑水平地面上,右端緊靠曲面軌道,平板車上表面恰好與曲面軌道下端相平。一質(zhì)量為的小物塊從曲面軌道上某點由靜止釋放,初始位置距曲面下端高度。物塊經(jīng)曲面軌道下滑后滑上平板車,最終沒有脫離平板車。平板車開始運動后的速度圖象如圖乙所示,重力加速度。求:
(1)根據(jù)圖乙寫出平板車在加速過程中速度與時間的關(guān)系式;
(2)平板車的質(zhì)量;
(3)物塊與平板車間的動摩擦因數(shù)。
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【題目】如圖所示,在磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強磁場中,金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動。金屬導(dǎo)軌間距為電阻不計,金屬桿的電阻為2R、長度為L,ab間電阻為R,MN兩點間電勢差為U,則通過電阻R的電流方向及U的大。 )
A.a→b,BLv
B.a→b,
C.a→b,
D.b→a,
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【題目】如圖所示,豎直方向上固定一光滑絕緣細桿,兩電荷量相等的正點電荷A、B關(guān)于細桿對稱固定.一帶正電荷的小球(圖中未標出)套在細桿上,從距兩點電荷連線h1處由靜止釋放,經(jīng)過時間t1運動到與兩點電荷等高處.此過程中小球的速度v、加速度a隨時間t的變化圖象,動能Ek、電勢能Ep隨下降距離h的變化圖象可能正確的有
A. B.
C. D.
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【題目】在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上,把物體P輕放在彈簧上端,P由靜止向下運動,物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中實線所示。在另一星球N上用完全相同的彈簧,改用物體Q完成同樣的過程,其a–x關(guān)系如圖中虛線所示,假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體。已知星球M的半徑是星球N的3倍,則( )
A. M與N的密度相等
B. Q的質(zhì)量是P的6倍
C. Q下落過程中的最大動能是P的3倍
D. Q下落過程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍
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【題目】如圖所示,絕緣開口金屬球殼A已帶電,現(xiàn)把驗電器甲的小金屬球與球殼A的內(nèi)壁用導(dǎo)線相連,另外把一絕緣的金屬小球B與球殼A的內(nèi)壁相接觸后再與驗電器乙的金屬小球相接觸,驗電器乙距球殼A足夠遠,那么驗電器甲的金屬箔片________,驗電器乙的金屬箔片________.(填“張開”或“不張開”)
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【題目】甲、乙兩個實驗小組利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.將打點計時器接到50Hz的交流電源上,選用不同的重錘,按正確操作各自得到了一條紙帶,由于紙帶較長,圖中有部分未畫出,如圖甲、乙所示.實驗中,兩組實驗時,重錘均從同一高度釋放,紙帶上各點均是打點計時器打出的點.
(1)重錘從A運動到C的時間是________s.
(2)應(yīng)選用下面的紙帶________(選填“甲”或“乙”)來驗證機械能守恒定律更合理,簡要說明理由________________________________________________________________________.
(3)根據(jù)你選擇的紙帶,為了測量CE過程中的ΔEk和ΔEp,則應(yīng)測量紙帶上相應(yīng)打印點間距離的長度,下列合理的是________.
A.AC、AD和AE的長度
B.BD、CE和DF的長度
C.AC、CE和AE的長度
D.AE、CD和AC的長度
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【題目】自行車運動時治療帕金森病有效、廉價的方法,對提高患者的總體健康狀況、改善平衡能力和協(xié)調(diào)能力、緩解焦慮和抑郁都有重要作用.圖示是某自行車的部分傳動裝置,其大齒輪、小齒輪、后輪的半徑分別為R1、R2、R3,A、B、C分別是三個輪子邊緣上的點,當三個輪子在大齒輪的帶動下一起轉(zhuǎn)動時,下列說法中正確的是( )
A. A、B兩點的角速度大小之比為1:1
B. A、C兩點的周期之比為R1:R2
C. B、C兩點的向心速度大小之比為R22:R32
D. A、C兩點的向心速度大小之比為R22:(R1R3)
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【題目】如圖所示,一理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=500匝,副線圈匝數(shù)n2=100匝,原線圈中接一交變電源,交變電源電壓u=220sin100πt(V)副線圈中接一電動機內(nèi)阻為10Ω,電流表A2示數(shù)為1A.電表對電路的影響忽略不計,則下列說法正確的是( 。
A. 電流表A1示數(shù)為0.2A
B. 此交流電的頻率為100Hz
C. 此電動機輸出功率為44W
D. 如果電動機被卡住而不損壞,則電源的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?/span>4.4倍
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