题目列表(包括答案和解析)
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
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