【题目】某个小水电站的发电机的正方形线圈边长为50cm,匝数为100匝,线圈电阻为0.2Ω;线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴00′匀速转动,转速为50r/s;电动势的最大值为250V.(结果有根号或的可以保留)
(1)发电机中匀强磁场的磁感应强度为多大?
(2)若线圈从图示位置开始计时,写出感应电动势随时间变化的函数表达式。
(3)将阻值R=4.8Ω的外电阻接在线圈两端,如图所示,则交流电压表的示数是多大?此时发电机的输出功率为多大?
(4)将该发电机通过升压变压器升压后向远处输电,如图所示,发电机的输出功率为100kW,输电线的总电阻为8Ω,在用户端用降压变压器把电压降为220V.要求在输电线上损失的功率控制为5kW.
①请你设计水电站升压变压器原、副线圈匝数比和用户降压变压器原、副线圈匝数比(、均为理想变压器),以达到控制损失功率的要求(匝数比写成整数之比);
②夏天用电高峰期,常出现电器(例如空调)不能正常使用的情况。这一现象可以通过回答下面的这个问题来加以解释。如图所示是变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户,两条输电线的等效电阻为.当用电器增加时(即开关k由断开到接通时),图中电流表和电压表的读数如何变化?并简单解释这样变化的原因.
【答案】(1)(2)(3)240V,1.2×104W(4)① ; ②电流表读数变大,电压表读数减小。
【解析】
(1) 根据可得:
(2)从图示位置开始计时,感应电动势随时间变化的函数表达式: 。
(3)感应电动势的有效值:
将阻值R=4.8Ω的外电阻接在线圈两端,电流:
电压表读数:
发电机的输出功率:
(4)①输电线上的电流:
T1的初级电流: ,则T1的匝数比:
T1的次级电压:
T2初级电压:
则T2的匝数比:
②由题意可知U3是恒定不变的,则U4也是恒定不变的,当用电器增加时,则总电阻会减小,则电流变大,即电流表A的读数变大,R0上的电压变大,则由于U电器=U4-UR0,可知电压表读数减小.
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图甲所示,光滑曲面轨道固定在竖直平面内,下端出口处在水平方向上。一平板车静止在光滑水平地面上,右端紧靠曲面轨道,平板车上表面恰好与曲面轨道下端相平。一质量为的小物块从曲面轨道上某点由静止释放,初始位置距曲面下端高度。物块经曲面轨道下滑后滑上平板车,最终没有脱离平板车。平板车开始运动后的速度图象如图乙所示,重力加速度。求:
(1)根据图乙写出平板车在加速过程中速度与时间的关系式;
(2)平板车的质量;
(3)物块与平板车间的动摩擦因数。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动。金属导轨间距为电阻不计,金属杆的电阻为2R、长度为L,ab间电阻为R,MN两点间电势差为U,则通过电阻R的电流方向及U的大小( )
A.a→b,BLv
B.a→b,
C.a→b,
D.b→a,
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,竖直方向上固定一光滑绝缘细杆,两电荷量相等的正点电荷A、B关于细杆对称固定.一带正电荷的小球(图中未标出)套在细杆上,从距两点电荷连线h1处由静止释放,经过时间t1运动到与两点电荷等高处.此过程中小球的速度v、加速度a随时间t的变化图象,动能Ek、电势能Ep随下降距离h的变化图象可能正确的有
A. B.
C. D.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把物体P轻放在弹簧上端,P由静止向下运动,物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧,改用物体Q完成同样的过程,其a–x关系如图中虚线所示,假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍,则( )
A. M与N的密度相等
B. Q的质量是P的6倍
C. Q下落过程中的最大动能是P的3倍
D. Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,绝缘开口金属球壳A已带电,现把验电器甲的小金属球与球壳A的内壁用导线相连,另外把一绝缘的金属小球B与球壳A的内壁相接触后再与验电器乙的金属小球相接触,验电器乙距球壳A足够远,那么验电器甲的金属箔片________,验电器乙的金属箔片________.(填“张开”或“不张开”)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】甲、乙两个实验小组利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.将打点计时器接到50Hz的交流电源上,选用不同的重锤,按正确操作各自得到了一条纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图甲、乙所示.实验中,两组实验时,重锤均从同一高度释放,纸带上各点均是打点计时器打出的点.
(1)重锤从A运动到C的时间是________s.
(2)应选用下面的纸带________(选填“甲”或“乙”)来验证机械能守恒定律更合理,简要说明理由________________________________________________________________________.
(3)根据你选择的纸带,为了测量CE过程中的ΔEk和ΔEp,则应测量纸带上相应打印点间距离的长度,下列合理的是________.
A.AC、AD和AE的长度
B.BD、CE和DF的长度
C.AC、CE和AE的长度
D.AE、CD和AC的长度
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】自行车运动时治疗帕金森病有效、廉价的方法,对提高患者的总体健康状况、改善平衡能力和协调能力、缓解焦虑和抑郁都有重要作用.图示是某自行车的部分传动装置,其大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为R1、R2、R3,A、B、C分别是三个轮子边缘上的点,当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时,下列说法中正确的是( )
A. A、B两点的角速度大小之比为1:1
B. A、C两点的周期之比为R1:R2
C. B、C两点的向心速度大小之比为R22:R32
D. A、C两点的向心速度大小之比为R22:(R1R3)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,一理想变压器原线圈匝数n1=500匝,副线圈匝数n2=100匝,原线圈中接一交变电源,交变电源电压u=220sin100πt(V)副线圈中接一电动机内阻为10Ω,电流表A2示数为1A.电表对电路的影响忽略不计,则下列说法正确的是( )
A. 电流表A1示数为0.2A
B. 此交流电的频率为100Hz
C. 此电动机输出功率为44W
D. 如果电动机被卡住而不损坏,则电源的输出功率变为原来的4.4倍
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com