16．(13分)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13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＝1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图3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＝20cm²，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感强度B＝0.010T，自行车车轮的半径R₁＝35cm，小齿轮的半径R₂＝4.0cm，大齿轮的半径R₃＝10.0cm(见图14)。现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U＝3.2V？(假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动)

　　　 　图13　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图14

15．(13分)如图12甲所示，A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板，板长为L，两板加电压后板间电场可视为匀强电场，图乙表示一周期性的交流电压波形，在t=0时，将图12乙的交变电压加在A、B两板，此时恰有一质量为m、电量为q的粒子在板间中央沿水平方向以速度v₀射入电场，若此粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出，求

(1)A、B两板上所加交变电压的频率应满足的条件。

(2)该交变电压U₀的取值范围(忽略粒

子的重力)。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图12

14．(13分)为了减少因火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发电机组设计为：水以v₁=3m/s的速度流入水轮机后以v₂=1m/s的速度流出，流出水位比流入的水位低10m，水流量为Q=10m³/s，水轮机效率为75﹪，发电机效率为80﹪，求：

(1)发电机组的输出电功率是多少？

(2)如果发电机输出电压为240V，用户需电压220V，输电线路中能量损失为5﹪，输电线电阻为Ω，那么所需升降变压器的原副线圈匝数比分别是多少？

13、如图11 线圈的面积1×10² cm²，共100匝。处在B=0.5T的匀强磁场中，以100/πHz的转速匀速转动，已知线圈电阻为1Ω，外接电阻为9Ω，那么：

1)K打开时电压表的读数是多少？

2)K合上后电压表的读数是多少？

3)K合上后以图示位置为计时零点，写出电流的表达式。　　　　　 图11

4)求线圈从中性面开始转过90°角的过程中，通过线圈导线截面的电量。　　　

5)K合上后电阻R上消耗的功率是多少？

12.为了测量和描绘“220 V　 40 W”白炽电灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电.调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈L绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在220 V交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头P，移动它的位置，就可以使输出电压在0-250 V之间连续变化，图10甲中画出的是调压变压器的电路图符号.实验室内备有交流电压表，交流电流表，滑动变阻器，开关，导线等实验器材.

(1)在图10甲中完成实验电路图；

(2)说明按你的实验电路图进行测量，如果电表内阻的影响不能忽略，在电压较高段与电压较低段相比较，哪段的误差更大?为什么?

(3)如果根据测量结果作出的伏安特性曲线如图10乙所示，试根据图线确定：把两个完全相同的“220 V　 40 W”白炽电灯串联在220 V交流电源的火线与零线间，这两只电灯消耗的总电功率是多大?

图10

11．(1)(3分)下列学生实验中，哪些实验使用的电源必须是交变电源(　　　　 )

A．研究匀变速直线运动

B．验证机械能守恒定律

C．测定金属的电阻率

D．测定电源的电动势的内阻

(2)(3分)用示波器观察交流信号时，为了能在荧光屏上呈现稳定的波形，必须满足的条件是(　　 )

　　　 A．扫描电压的周期等于信号电压周期

B．扫描电压的周期是信号电压周期的奇数倍

　　　 C．扫描电压的周期是信号电压周期的偶数倍

　　　 D．扫描电压的周期是信号电压周期的整数倍

10．在交变电流电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如图所示电路的a、b两点间逐次将图9中的电路元件甲、乙、丙单独接入，当使交流电频率增加时，可以观察到下列论述的哪种情况(　　 )

　　　 A．A₁读数不变，A₂增大，A₃减小

　　　 B．A₁读数减小，A₂不变，A₃增大

　　　 C．A₁读数增大，A₂不变，A₃减小

　　　 D．A₁，A₂ ，A₃读数均不变　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　图9

9．如图8为“热得快”热水器电路图和简易图。现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220V，指示灯两端电压为220V。该热水器的问题在于(　　 )

　　　 A．连接热水器和电源之间的导线断开

　　　 B．电阻丝熔断，同时指示灯烧毁

　　　 C．连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路

　　　 D．同时发生了以上各种情况　　　　　　 　　　　　　　　　　　　图8

8、图7中是电流互感器使用原理，以下说法正确的是：(　　　 )

A、图中电流表的示数比直接接在ab间时示数小;

B、图中电流表的示数就是ab间的电流大小;

C、原理图有错误，原线圈匝数应比副线圈匝数少;

D、因变压器将电压升高了，所以电流表示数比把电流表直接接到ab间时示数大;　 图7

7、如图6，四图中的、均为输入端，接交流电源；、均为输出端，则、、C、D四图中，输出电压大于输入电压的电路是(　　 )

图6