(14分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动.一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05 m2,线圈转动的频率为50 Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B= T.为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V,11 kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器,电路如图12所示,求:
(1)发电机的输出电压有效值为多少?
(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少?
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大?
如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上,与轨道垂直,电阻r=0.25Ω。整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。t=0时刻,对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使之由静止开始沿斜面向上运动,运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计,g取10m/s2,求:
(1)4.0s末金属棒ab瞬时速度的大小;
(2)4.0s末力F的瞬时功率。
某小型实验水电站输出功率是20kW,输电线路总电阻是6Ω。
(1)若采用380V输电,求输电线路损耗的功率。
(2)若改用5000高压输电,用户端利用n1:n2=22:1的变压器降压,求用户得到的电压。
一列沿x轴正方向传播的简谐横波,原点x=0处为波源,从波源开始振动计时,在t=6s时波恰好传播到P点,如图所示。求:
(1)波源开始振动时的振动方向及波的传播速度;
(2)再经过多少时间,位于x =" 8" cm处的Q点恰好第3次位于波谷?
如图所示,轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上,A距离水平地面高H =" 0.75" m,C距离水平地面高h =" 0.45" m。一质量m = 0.10kg的小物块自A点由静止开始下滑,从C点以水平速度飞出后落在水平地面上的D点。现测得C、D两点的水平距离为l =" 0.60" m。不计空气阻力,取g =" 10" m/s2。求:
(1)小物块从C点运动到D点经历的时间;
(2)小物块从C点飞出时速度的大小;
(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功。
月球自转一周的时间与月球绕地球运行一周的时间相等,都为T0。“嫦娥1号”探月卫星于2007年11月7日成功进入绕月运行的“极月圆轨道”,这一圆形轨道通过月球两极上空,距月面的高度为h。若月球质量为M,月球半径为R,万有引力恒量为G。求:
(1)“嫦娥1号”绕月运行的周期。
(2)在月球自转一周的过程中,“嫦娥1号”将绕月运行多少圈?