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【題目】某發電機輸電電路的簡圖如圖所示，發電機的矩形線框ABCD處于磁感應強度大小為B=的水平勻強磁場中，線框面積為S=0.25m2，匝數為100匝，電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO以角速度ω=l00πrad/s勻速轉動，并與升壓變壓器的原線圈相連，升壓變壓器原、副線圈的匝數之比1：20 ，降壓變壓器的副線圈接入若干“220V，100W”的燈泡，兩變壓器間的輸電線總電阻R=20Ω，變壓器均為理想變壓器。當發電機輸出功率為時，燈泡正常發光.

(1)從線框平面與磁感線垂直時開始計時，寫出線框中感應電動勢隨時間變化的關系式.

(2)求降壓變壓器原、副線圈的匝數之比.

【答案】(1)；(2)240:11

【解析】

（1）矩形閉合導線框ABCD在勻強磁場中轉動時，產生的交流電的最大值為:

Em＝nBωS＝100××0.25×100πV＝250V

在圖位置開始計時線圈應產生正弦交流電瞬時值：e＝Emsinωt＝250sin100πt（V）

（2）發電機輸出的電壓U1＝=250V

則升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2＝=5000V

發電機輸出的電功率P= 5×104 W，則輸電電流為：I=P/U2=10A

輸電線電壓損失△U損=IR=10×20V=200V

降壓變壓器原線圈上的電壓：U3=U2-△U損=5000V-200V=4800V

據題意燈泡正常發光可知：U4=220V，所以降壓變壓器的匝數比為：n3：n4=U3:U4=240：11

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內有一直角坐標系，第Ⅰ、Ⅱ象限內有沿x軸正方向的勻強電場E1（未知），第Ⅲ、Ⅳ象限內有豎直向上的勻強電場，且電場強度大小E0＝，另外，第Ⅲ象限內還有磁感應強度大小為B0、方向垂直紙面向里的勻強磁場。一內壁光滑、D端封閉的均勻細管AD，長為L0，管內D端有一個可看成質點的帶正電小球，質量為m，電荷量為q。開始時AD管平行于y軸且A端位于x軸上。某時刻AD管開始向右勻速平動，當AD管跟y軸重合時，AD管被突然鎖定，此時小球剛好到達A端，且沿y軸正方向以大小為v0的速度進入x軸上方空間，經過一段時間，到達x軸上的C點，此時小球的速度方向與x軸正方向的夾角θ＝60°，并進入第Ⅳ象限�？諝庾枇Σ挥�，重力加速度大小為g。

（1）求AD管勻速平動的速度大小v1；

（2）求C點到原點O的距離xC以及小球在第Ⅰ象限運動過程中的最小速度vmin；

（3）如果在第Ⅳ象限中加上磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場，AD管的長度L0＝，要使小球能打到管壁上，求B的取值范圍。（計算結果中不含L0）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，AC為光滑半圓軌道，其半徑R=0.3m，BD為粗糙斜面軌道，其傾角=37°，高度h=0.6m，兩軌道之間由一次條足夠長的光滑水平軌道AB相連，B處用光滑小圓弧平滑連接，軌道均固定在同一豎直平面內。在水平軌道上，用擋板將a、b兩物塊間的輕彈餐壓縮后處于靜止狀態，物塊與彈簧不拴接。同時放開左右兩擋板，物塊b恰好能到達斜面軌道最高點D。已知物塊a、b的質量均為0.25kg，物塊與斜面間的動摩擦因數為μ=0.5，物塊到達A點或B點之前已和彈簧分離，兩物塊均可視為質點。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)求彈簧儲存的彈性勢能；

(2)請通過計算說明物塊a能否通過C點?若能，請求出物塊a離開C后的落點到A的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態a開始，經歷一系列過程到達狀態e，則下列說法正確的是________

A. a到b的過程氣體體積逐漸變大

B. b到c的過程氣體內能逐漸增加

C. c到d的過程氣體放熱

D. d到e的過程氣體對外做功

E. a和e狀態氣體的內能相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的火警報警裝置，R1為熱敏電阻，若溫度升高，則R1的阻值會急劇減小，從而引起電鈴電壓的增加，當電鈴電壓達到一定值時，電鈴會響。下列說法正確的是 （ ）

A. 要使報警的臨界溫度升高，可以適當增大電源的電動勢

B. 要使報警的臨界溫度升高，可以把R2的滑片P適當向下移

C. 要使報警的臨界溫度降低，可以適當增大電源的電動勢

D. 要使報警的臨界溫度降低，可以把R2的滑片P適當向下移

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，間距為L的兩光滑平行金屬導軌MN、PQ水平放置，導軌右端接有一阻值為R的電阻，導軌足夠長。在垂直導軌的虛線cd右則存在一磁感應強度大小為B、方向垂直軌道平面豎直向上的勻強磁場�，F將一長度為L、質量為m、阻值也為R的金屬桿ab置于虛線cd的左側，且用該金屬桿的中心位置沿水平方向壓縮固定在水平地面上的輕質彈簧(彈簧與桿不粘連)。當彈簧的彈性勢能為時，由靜止釋放金屬桿。已知彈簧恢復到原長時金屬桿還未進入磁場，金屬導軌的電阻不計，金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好。求：

(1)金屬桿運動的整個過程中，回路中產生的感應電流的最大值；

(2)金屬桿從進入磁場到加速度為a的過程中電阻R上產生的焦耳熱Q；

(3)金屬桿進入磁場后滑行的位移x。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，將帶鐵芯的電感器L與燈泡A串聯，再與另一個完全相同的燈泡B并聯，接在以正弦交流信號發生器為電源的兩端。通過調節交流信號發生器上的旋鈕，可以改變輸出電壓和信號的頻率。閉合開關S，A、B兩燈均發光。關于該實驗，下列說法中正確的是（ ）

A. 保持交流信號頻率不變，適當提高輸出電壓，發現A燈始終比B燈亮

B. 保持輸出電壓不變，提高交流信號頻率，發現A、B燈均變亮

C. 保持輸出電壓和信號頻率不變，撤去鐵芯后，發現A燈比原來亮

D. 斷開開關S，發現A燈閃亮一下，然后熄滅

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(1)如圖所示，半徑為R的球殼均勻帶正電+Q，已知靜電力常量為k，球表面積公式為s=4R2。

①由對稱性和場強疊加原理判斷球心O點場強是否為零？（不必寫判斷過程）

②若在球殼上A點挖去半徑為r的小圓孔（r<<R，且不影響其它電荷分布），求球心O處的場強大小和方向；

(2)自然界中的物體由于具有一定的溫度，會不斷向外輻射電磁波，這種輻射與溫度有關，稱為熱輻射。處于一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時，也要吸收由其他物體輻射的電磁能量，如果它處在平衡狀態，則能量保持不變。若不考慮物體表面性質對輻射與吸收的影響，我們定義一種理想的物體，它能100％地吸收入射到其表面的電磁輻射，這樣的物體稱為黑體。單位時間內從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對溫度的四次方成正比，即，其中為已知常量。

在下面的問題中，把研究對象都簡單地看作黑體且表面的溫度處處相同，太陽系中行星的運動都看成勻速圓周運動。

①已知太陽向外輻射的總功率為P，地球與太陽之間的距離為r，試建立一個合理的地球吸收太陽能量與自身熱輻射平衡的模型，求出地球平均溫度的表達式（結果用題中所給已知物理量表示）。又已知火星與太陽的距離為地球與太陽距離的1.5倍，進一步求火星溫度與地球溫度之比k。

②由于地球對太陽輻射的反射以及地球大氣對自身熱輻射的反射等因素的共同作用，地球表面的實際溫度與上述計算結果略有不同，但差別很小。而火星上幾乎沒有大氣，自身向外輻射時幾乎沒有阻擋，而來自太陽的輻射有部分會被火星表面反射。若僅考慮這個因素，火星表面的溫度與上述計算結果相比偏大、偏小還是相等？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】1798年英國物理學家卡文迪許測出萬有引力常量G，因此卡文迪許被人們稱為能稱出地球質量的人，若已知萬有引力常量G，地球表面處的重力加速度g，地球半徑為R，地球上一個晝夜的時間為T1（地球自轉周期），一年的時間T2（地球公轉的周期），地球中心到月球中心的距離L1，地球中心到太陽中心的距離為L2．你能計算出（ ）

A. 地球的質量

B. 太陽的質量

C. 月球的質量

D. 可求月球、地球及太陽的密度

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