如图所示,平面直角坐标系xoy中,在第二象限内有竖直放置的两平行金属板,其中右板开有小孔;在第一象限内存在内、外半径分别为、R的半圆形区域,其圆心与小孔的连线与x轴平行,该区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里:在y<0区域内有电场强度为E的匀强电场,方向与x轴负方向的夹角为60°。一个质量为m,带电量为-q的粒子(不计重力),从左金属板由静止开始经过加速后,进入第一象限的匀强磁场。求:
(1)若两金属板间的电压为U,粒子离开金属板进入磁场时的速度是多少?
(2)若粒子在磁场中运动时,刚好不能进入的中心区域,此情形下粒子在磁场中运动的速度大小。
(3)在(2)情形下,粒子运动到y<0的区域,它第一次在匀强电场中运动的时间。
如图所示为一理想变压器,原线圈的输入电压U1=3 300 V,副线圈的输出电压U2=220 V,绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U0=2 V,则
(1)原、副线圈的匝数各是多少?
(2)当S断开时,A2的示数I2=5 A,那么A1的示数是多少?
(3)当S闭合时,A2的示数将如何变化?A1的示数如何变化?
如图所示,交流发电机电动势的有效值E=20 V,内阻不计,它通过一个R=6 Ω的指示灯连接变压器.变压器输出端并联24只彩色小灯泡,每只灯泡都是“6 V、 0.25 W”,灯泡都正常发光,导线电阻不计.求:
(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比;
(2)发电机的输出功率.
一座小型水电站,水以3 m/s的速度流入水轮机,而以1 m/s的速度流出.流出水位比流入水位低1.6 m,水的流量为1 m3/s.如果水流能量的75%供给发电机,20%使水温度升高.求:
(1)水温升高多少?
(2)若发电机效率为80%,则发电机的输出功率多大?
(3)若发电机的输出电压为240 V,输电线路总电阻为Ω,允许损失的电功率为输出功率的5%,用户所需电压为220 V,则在送电过程中所用的升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少?[变压器为理想变压器,g取10 m/s2,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
某发电站的输出功率为104 kW,输出电压为4 kV,通过理想变压器升压后向80 km远处用户供电.已知输电线的电阻率为ρ=2.4×10-8Ω·m,导线横截面积为1.5×10-4 m2,输电线路损失的功率为输出功率的4%.求:
(1)升压变压器的输出电压.
(2)输电线路上的电压损失.
如图,横截面半径为R的转筒,转筒顶端有一A点,其正下方有一小孔B, 距顶端h=0.8m,开始时,转筒的轴线与A点、小孔B三者在同一竖直面内.现使一小球自A点以速度v=4m/s朝转筒轴线水平抛出,同时转筒立刻以某一角速度匀速转动起来,且小球最终正好穿出小孔. 不计空气阻力,g取l0m/s2,求:
(1)转筒半径R.
(2)转筒转动的角速度ω .