如图甲所示,电阻不计、间隔距为l的平行长直金属导轨置于水平面内,阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端,另一阻值也为R的导体棒ef垂直旋转在导轨上,ef与导轨接触良好并可在导轨上无摩擦移动。现有一根轻杆一端固定中ef中中断过程,另一端固定于墙上;轻杆与导轨保持平行,ef、ab两棒之间距离为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,且从某一时刻开始,磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化。
(1)求0 ~ t0时间内流过导体棒ef的电流大小和方向;
(2)求t0 ~ 2t0时间内导体棒ef产生的热量;
(3)分别写出0 ~ t0、t0 ~ 2t0时间内轻杆受力F随时间t 变化的函数关系式,求出2t0时刻轻杆受力F的大小和方向。
某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×104 W,电厂输出电压仅为350 V,为减少输送功率损失,先用一升压变压器将电压升高再输出,已知输电线路的总电阻为4 Ω,允许损失的功率为输送功率的5%,所需电压为220 V,求升压、降压变压器的原副线圈的匝数比各是多少.
如图13-1-3所示,边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,以OO′边为轴匀速运动,角速度为ω,转轴与磁场方向垂直,线圈电阻为R.求:
图13-1-3
(1)线圈从图示位置转过90°的过程中产生的热量;
(2)线圈从图示位置转过90°的过程中通过线圈某截面的电荷量q.
某水利发电站采用高压输电将电能输送到华北地区,输送电路如图13-26所示,升压、降压变压器均为理想变压器.输送的总电功率为P=4.5×106 kW.发电机输出的电压为U0="18" kV.输电电压为U="500" kV.要使输电线上损耗的功率等于输电功率的5%.求:
图13-26
(1)发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比;
(2)输电线路的总电阻R.
如图13-35(甲)所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平均数垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,电阻r="1.0" Ω,所围成矩形的面积S="0.040" m2,小灯泡的电阻R="9.0" Ω,磁感应强度随时间按如图13-35(乙)所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期.不计灯丝电阻随温度的变化,求:
(甲)(乙)
图13-35
(1)线圈中产生感应电动势的最大值;
(2)小灯泡消耗的电功率;
(3)在磁感应强度变化的0—的时间内,通过小灯泡的电荷量.
一根摆长为2 m的单摆,在地球上某地振动时,测得完成100次全振动所用的时间为284 s.
(1)求当地的重力加速度g;
(2)该单摆拿到月球上去,已知月球的重力加速度是1.60 m/s2,单摆振动周期是多少?