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曾經(jīng)流行過(guò)一種自行車(chē)車(chē)頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī)，圖1為其結(jié)構(gòu)示意圖，圖中N、S是一對(duì)固定的磁極，abcd為固定的轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過(guò)bc邊中點(diǎn)，與ab邊平行，它的一端有一半徑r_o＝1.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車(chē)車(chē)輪的邊緣相接觸，如圖2所示當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)線框由N＝800匝導(dǎo)線圈組成，每匝線圈的面積S＝20 cm²，磁極間的磁場(chǎng)可視作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B＝0.010 T，自行車(chē)車(chē)輪的半徑R₁＝35 cm，小齒輪的半徑R₂＝4.0 cm，大齒輪的半徑R₃＝10.0 cm(見(jiàn)圖2)現(xiàn)從靜止開(kāi)始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，問(wèn)大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值U＝3.2 V？(假設(shè)摩擦小輪與自行車(chē)輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng))

某發(fā)電廠通過(guò)兩條輸電線向遠(yuǎn)處的用電設(shè)備供電．當(dāng)發(fā)電廠輸出的功率為P₀時(shí)，額定電壓為U的用電設(shè)備消耗的功率為P₁．若發(fā)電廠用一臺(tái)升壓變壓器T₁先把電壓升高，仍通過(guò)原來(lái)的輸電線供電，達(dá)到用電設(shè)備所在地，再通過(guò)一臺(tái)降壓變壓器T₂把電壓降到用電設(shè)備的額定電壓，供用電設(shè)備使用，如圖所示，這樣改動(dòng)后，當(dāng)發(fā)電廠輸出的功率仍為P₀，用電設(shè)備可獲得的功率增加至P₂．試求所用升壓變壓器T₁的原線圈與副線圈的匝數(shù)比N₁/N₂以及降壓變壓器T₂的原線圈與副線圈的匝數(shù)比n₁/n₂各為多少？

下表是一雙桶洗衣機(jī)所用電動(dòng)機(jī)的工作參數(shù)：

下圖是洗衣機(jī)洗滌時(shí)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停的時(shí)間程序，若洗衣服的時(shí)間為15 min，脫水的時(shí)間為2 min，則洗滌一次衣服大約用電多少？

圖(甲)為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n＝100、電阻r＝10 W ，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R＝90 Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表在t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過(guò)每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按圖(乙)所示正弦規(guī)律變化

求：(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值；

(2)電路中交流電壓表的示數(shù)

為了測(cè)定和描繪“220 V，40 W”白熾電燈燈絲的伏安特性曲線，可以利用調(diào)壓變壓器供電．調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器，它只有一組線圈L，繞在閉合的環(huán)形鐵心上，輸入端接在220 V交流電源的火線與零線間，輸出端有一個(gè)滑動(dòng)觸頭P，移動(dòng)它的位置，就可以使輸出電壓在0～250 V之間連續(xù)變化，如圖畫(huà)出的是調(diào)壓變壓器的電路圖符號(hào)．實(shí)驗(yàn)室內(nèi)備有交流電壓表．交流電流表．滑動(dòng)變阻器．開(kāi)關(guān)．導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材．

(1)在上圖中完成實(shí)驗(yàn)電路；

(2)說(shuō)明按你的實(shí)驗(yàn)電路圖進(jìn)行測(cè)量，如果電表內(nèi)阻的影響不能忽略，在電壓較高段與低壓段比較那段的誤差大？為什么？

(3)如果根據(jù)測(cè)量結(jié)果做出的伏安特性曲線如下圖所示，試根據(jù)圖線確定，把兩個(gè)完全相同的“220 V　40 W”白熾電燈串聯(lián)在220 V交流電源的火線與零線間，這兩只電燈消耗的總功率是多大？

如圖1所示，在真空中，半徑為R＝5L₀的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．在磁場(chǎng)右側(cè)有一對(duì)平行金屬板M和N，兩板間距離為d＝6L₀，板長(zhǎng)為L(zhǎng)＝12L₀，板的中心線O₁O₂與磁場(chǎng)的圓心O在同一直線上．給M、N板加上電壓U₀，其變化情況如圖2所示．有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電的粒子，從M、N板右側(cè)沿板的中心線，在t＝0或t＝T/4時(shí)刻以速率v向左射入M、N之間，粒子在M、N板的左側(cè)剛好以平行于M、N板的速度射出．若上述粒子經(jīng)磁場(chǎng)后又均能平行于M、N極板返回電場(chǎng)，而電場(chǎng)變化的周期Ｔ未知，求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B相應(yīng)必須滿足的條件．(不計(jì)粒子重力)

發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220 V輸出功率為44 kW，每條輸電線上的電阻為2 Ω，

(1)若將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電不經(jīng)過(guò)變壓器，直接輸送給用戶，求用戶得到的電壓和功率分別是多少？

(2)如果發(fā)電站先用變壓比為1∶10的升壓器將電壓升高，經(jīng)同樣的輸電線路后再經(jīng)過(guò)10∶1的變壓器變壓后輸送給用戶，那么用戶得到的電壓和功率各是多少？

學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r＝1 Ω，升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為R＝4 Ω，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室用“220 V，40 W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則：

(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？

(2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？

(3)輸電線上損耗的電功率多大？

黑光燈是利用物理方法滅蛾蟲(chóng)的一種環(huán)保設(shè)備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲(chóng)飛近黑光燈，然后被黑光燈周?chē)�的交流高壓電網(wǎng)“擊斃”．

(1)一只額定功率為P的黑光燈正常工作時(shí)，約有5％的電能轉(zhuǎn)化為光能，光能中約有50％的頻率為γ的紫光，求黑光燈每秒鐘向外輻射多少個(gè)該頻率的紫光光子(已知普朗克常量為h)？

(2)如圖所示為高壓電網(wǎng)的工作示意圖，理想變壓器將有效值為220 V的交流電變成高壓，輸送到高壓電網(wǎng)上，電網(wǎng)相鄰兩電極間距離為0.5 cm，空氣在常溫常壓下被擊穿的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度為6220 V/cm，為防止兩電極間空氣被擊穿，造成短路，變壓器的次、初級(jí)線圈匝數(shù)之比應(yīng)滿足什么條件？

如圖所示，交流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝20 V，內(nèi)阻不計(jì)，它通過(guò)一個(gè)R＝6的指示燈連接變壓器，變壓器輸出端并聯(lián)24只彩色小燈泡，每只燈泡都是“6 V、0.25 W”，燈泡都正常發(fā)光，導(dǎo)線電阻不計(jì)．求：

(1)降壓變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比；

(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率．(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)