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如图所示,一小型发电机内有n=100匝的矩形线圈,线圈面积S=0.10 m2,线圈电阻可忽略不计.在外力作用下矩形线圈在B=0.10 T的匀强磁场中,以恒定的角速度ω=100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,发电机线圈两端与R=100 Ω的电阻构成闭合回路.
求:
(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值;
(2)从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量;
(3)线圈匀速转动10 s,电流通过电阻R产生的焦耳热.
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如图所示,MN、PQ为足够长的平行导轨,间距L=0.5m.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°.NQ⊥MN,NQ间连接有一个R=3Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0=1T.将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒的电阻r=2Ω,其余部分电阻不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd 处时速度大小开始保持不变,cd 距离NQ为s=2m.试解答以下问题:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)金属棒达到稳定时的速度是多大?
(2)从静止开始直到达到稳定速度的过程中,电阻R上产生的热量是多少?
(3)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t =0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减
小,可使金属棒中不产生感应电流,则t=1s时磁感应强度应为多大?
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如图所示,一台模型发电机的电枢是矩形导线框abcd,其ab和cd边长,ad和bc边长0.2m,匝数n=100匝,它在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕通过线框对称中心线且垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动,当开关S断开时,电压表的示数为,开关S闭合时,外电路上标有“10V,10W”的灯泡恰好正常发光,求:
(1)导线框abcd在磁场中转动的角速度?
(2)S闭合后,当导线框从图示位置转过θ=60°时的过程中通过灯泡的电量?
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一台小型发电机的最大输出功率为100 kW,输出电压恒为500 V,现用电阻率为1.8×10-8 Ω·m,横截面积为10-5 m2的输电线向4×103 m远处的用户输电,要使发电机满负荷运行时,输电线上的损失功率不超过发电机总功率的4%,求:
(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少?
(2)如果用户用电器的额定电压为220 V,那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少?
(3)想一想,当深夜接入电路的用电器减少时,用电器两端的电压是大于、小于还是等于220 V?若用电器电路中电流为100 A,求此时用电器两端的电压数值.
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如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.5 T,匝数为n=50匝的矩形线圈,绕垂直于匀强磁场的转轴OO′匀速转动,每匝线圈长为L=25 cm,宽为d=20 cm.线圈每分钟转动1 500转,在匀速转动过程中,从线圈平面经过图示位置时开始计时。
(1)写出感应电动势e的瞬时值表达式;
(2)若每匝线圈本身电阻r=0.02 Ω,外接一阻值为13 Ω的用电器,使线圈与外电路组成闭合电路,写出感应电流i的瞬时值表达式;
(3)若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时,感应电动势e′和感应电流i′的瞬时值表达式如何?
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如图所示,一圆柱形绝热容器竖直放置,通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气体,活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h1。现通过电热丝给气体加热一段时间,使其温度上升到(摄氏)t2,若这段时间内气体吸收的热量为Q,已知大气压强为p0,重力加速度为g,求:
(1)气体的压强.
(2)这段时间内活塞上升的距离是多少?
(3)这段时间内气体的内能如何变化,变化了多少?
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如图,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置,汽缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门K.两汽缸的容积均为V0,汽缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略).开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为p0和p0/3;左活塞在汽缸正中间,其上方为真空;右活塞上方气体体积为V0/4.现使汽缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至汽缸顶部,且与顶部刚好没有接触;然后打开K,经过一段时间,重新达到平衡.已知外界温度为T0,不计活塞与汽缸壁间的摩擦.求:
(1)恒温热源的温度T;
(2)重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积Vx.
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图为一种减震垫,上面布满了圆柱状薄膜气泡,每个气泡内充满体积这V0,压强为p0的气体,当平板状物品平放在气泡上时,气泡被压缩,若气泡内气体可视为理想气体,其温度保持不变,当体积压缩到V时气泡与物品接触的面积为S,求此时每个气泡内气体对接触面外薄膜的压力。
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某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化,实验后计算机屏幕显示如下的P-t图象。已知在状态B时气体的体积VB =3L,求①气体在状态A的压强;②气体在状态C的体积。
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如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的理想气体,容器横截面积为S,活塞质量为m,大气压强为p,重力加速度为g,活塞处于静止状态.现对容器缓缓加热使容器内的气体温度升高t℃,活塞无摩擦地缓慢向上移动了h,在此过程中气体吸收的热量为Q,问:
①被密封的气体对外界做了多少功?
②被密封的气体内能变化了多少?
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