(12分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为,磁场均沿半径方向.匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =L、bc =ad =2L. 线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场.在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直.线圈的总电阻为r,外接电阻为R. 求:
(1)从图示位置开始计时,在坐标系中画出一个周期内流过电阻R的电流随时间变化的图像。(要求正确标示出相应的纵坐标)
(2)外力推动线圈转动一周需要做多少功?
(10分)某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V,输出的最大电功率为50 kW,用电阻为3 Ω的输电线向远处送电,要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)求:
(1)升压变压器和降压变压器的匝数比
(2)这个输电线路最多可以让多少盏“220V 40W”的灯泡正常发光。
如图所示,N=10匝、边长L=1m的正方形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′ 沿逆时针方向转动,转速n=120r/min,磁感应强度B= T,引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环相连.两个半圆形铜环又通过固定的电刷M和N与电阻R相连.线圈从图中位置开始转动过程中,( )
A.线圈从图中位置转动1800的过程中,通过电阻R的电荷量为零
B. 时,线圈与中性面所成夹角是600
C.流过R的电流大小不断变化,方向总是M→R→N
D.若将电阻R换成耐压值为82V的电容器,电容器不会被击穿
—辆玩具车(形状和宽度如图),其四周固定了如图所示的导线框, 在外力作用下以速度V匀速向右通过三个匀强磁场区域,这三个磁场区域的宽度均为L。若以逆时针的电流方向作为正方向,并以小车右端刚刚进入磁场为零时刻,其导线框中电流随时间变化的图像为( )
如图所示电路中,电流表和电压表均是理想交流电表,变压器是理想变压器。P处有一个与灯泡L2串联的干簧管,原来P处没有磁场。现在让条形磁铁的一端靠近P处,则以下说法正确的是( )
A.干簧管与日光灯电路中的启动器工作原理完全相同,在电路中发挥的作用也相同
B.电压表V1的示数不变,电流表A1的示数变大
C.电压表V2的示数增加、电流表A2的示数增加
D.若电压表V3的示数是5伏,则铁芯中磁通量变化率的最大值是
如图所示,相距为d的两条水平虚线之间是方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L(L<d),质量为m、电阻为R,将线圈在磁场上方h高处由静止释放,cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,则线圈穿过磁场的过程中(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止):( )
A.线圈可能是加速进入磁场的
B.感应电流所做的功为2mgd
C.可能小于
D.线圈的最小速度一定是