曾经流行过一种自行车车头灯供电的小型交流发电机，图1为其结构示意图，图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定的转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点，与ab边平行，它的一端有一半径r_o＝1.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图2所示当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动设线框由N＝800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S＝20 cm²，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感强度B＝0.010 T，自行车车轮的半径R₁＝35 cm，小齿轮的半径R₂＝4.0 cm，大齿轮的半径R₃＝10.0 cm(见图2)现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U＝3.2 V？(假设摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动)

某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电．当发电厂输出的功率为P₀时，额定电压为U的用电设备消耗的功率为P₁．若发电厂用一台升压变压器T₁先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，达到用电设备所在地，再通过一台降压变压器T₂把电压降到用电设备的额定电压，供用电设备使用，如图所示，这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P₀，用电设备可获得的功率增加至P₂．试求所用升压变压器T₁的原线圈与副线圈的匝数比N₁/N₂以及降压变压器T₂的原线圈与副线圈的匝数比n₁/n₂各为多少？

下表是一双桶洗衣机所用电动机的工作参数：

下图是洗衣机洗涤时正转、反转和停的时间程序，若洗衣服的时间为15 min，脱水的时间为2 min，则洗涤一次衣服大约用电多少？

图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数n＝100、电阻r＝10 W ，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图(乙)所示正弦规律变化

求：(1)交流发电机产生的电动势的最大值；

(2)电路中交流电压表的示数

为了测定和描绘“220 V，40 W”白炽电灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电．调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈L，绕在闭合的环形铁心上，输入端接在220 V交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头P，移动它的位置，就可以使输出电压在0～250 V之间连续变化，如图画出的是调压变压器的电路图符号．实验室内备有交流电压表．交流电流表．滑动变阻器．开关．导线等实验器材．

(1)在上图中完成实验电路；

(2)说明按你的实验电路图进行测量，如果电表内阻的影响不能忽略，在电压较高段与低压段比较那段的误差大？为什么？

(3)如果根据测量结果做出的伏安特性曲线如下图所示，试根据图线确定，把两个完全相同的“220 V　40 W”白炽电灯串联在220 V交流电源的火线与零线间，这两只电灯消耗的总功率是多大？

如图1所示，在真空中，半径为R＝5L₀的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离为d＝6L₀，板长为L＝12L₀，板的中心线O₁O₂与磁场的圆心O在同一直线上．给M、N板加上电压U₀，其变化情况如图2所示．有一电荷量为q、质量为m的带电的粒子，从M、N板右侧沿板的中心线，在t＝0或t＝T/4时刻以速率v向左射入M、N之间，粒子在M、N板的左侧刚好以平行于M、N板的速度射出．若上述粒子经磁场后又均能平行于M、N极板返回电场，而电场变化的周期Ｔ未知，求磁场磁感应强度B相应必须满足的条件．(不计粒子重力)

发电机的输出电压为220 V输出功率为44 kW，每条输电线上的电阻为2 Ω，

(1)若将发电机发出的电不经过变压器，直接输送给用户，求用户得到的电压和功率分别是多少？

(2)如果发电站先用变压比为1∶10的升压器将电压升高，经同样的输电线路后再经过10∶1的变压器变压后输送给用户，那么用户得到的电压和功率各是多少？

学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1 Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R＝4 Ω，全校22个教室，每个教室用“220 V，40 W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：

(1)发电机的输出功率多大？

(2)发电机的电动势多大？

(3)输电线上损耗的电功率多大？

黑光灯是利用物理方法灭蛾虫的一种环保设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”．

(1)一只额定功率为P的黑光灯正常工作时，约有5％的电能转化为光能，光能中约有50％的频率为γ的紫光，求黑光灯每秒钟向外辐射多少个该频率的紫光光子(已知普朗克常量为h)？

(2)如图所示为高压电网的工作示意图，理想变压器将有效值为220 V的交流电变成高压，输送到高压电网上，电网相邻两电极间距离为0.5 cm，空气在常温常压下被击穿的临界电场强度为6220 V/cm，为防止两电极间空气被击穿，造成短路，变压器的次、初级线圈匝数之比应满足什么条件？

如图所示，交流发电机电动势的有效值为E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6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、次级线圈匝数比；

(2)发电机的输出功率．(计算结果保留三位有效数字)