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.为了用此发电机发出的交流电带动两个标有“220 V 11 kW”的电动机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器,电路如图所示.求:
(1)发电机的输出电压;
(2)变压器原、副线圈的匝数比;
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数.
如图所示,光滑导轨MN、PQ在同一水平面内平行固定放置,其间距d=1 m,右端通过导线与阻值RL=8 Ω的小灯泡L相连,CDEF矩形区域内有方向竖直向下、磁感应强度B=1 T的匀强磁场,一质量m=50 g、阻值为R=2 Ω的金属棒在恒力F作用下从静止开始运动s=2 m后进入磁场恰好做匀速直线运动.(不考虑导轨的电阻,金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触).求:
(1)恒力F的大小;
(2)小灯泡发光时的电功率.
发电机转子是边长为0.2m的正方形,线圈匝数为100匝,内阻为8Ω,初始位置如图所示,以ad、bc中点连线为轴以600 r/min的转速在磁感应强度为T的匀强磁场中转动,灯泡电阻为24Ω,则:
(1)从图示位置开始计时,写出感应电动势的瞬时值表达式;
(2)灯泡的实际消耗功率为多大?
如图所示,先后以速度v1和v2(v1=2v2),匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中,在先后两种情况下:
(1)线圈中的感应电流之比I1∶I2=________.
(2)线圈中产生的热量之比Q1∶Q2=________.
(3)拉力做功的功率之比P1∶P2=________.
如图是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。门打开时,红外光敏电阻R3受到红外线照射,电阻减小;门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验,灯的亮、灭能反映门的开、关状态。
(1)门打开时R2两端的电压U2与门关闭时相比______(选填“增大”或“减小”);
(2)门打开时________(选填“红”或“绿”)灯亮。
如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图乙中曲线a,b所示,则( )
A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合
B.曲线a,b对应的线圈转速之比为2∶3
C.曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz
D.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V