（高中物理）物理精练（64）

1、物理精练64例题： 左图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置p使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为 解：从u-t图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为220v；后半周期电压为零。根据有效值的定义， ，得u=156v，选b。例题：交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为s，匀强磁场的磁感应强度为b，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为r。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：通过r的电荷量q为多少？r上产生电热qr为多少？外力做的功w为多少？解：按照电流的定义i=q/t，计

2、算电荷量q应该用电流的平均值：即，这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。求电热应该用有效值，先求总电热q，再按照内外电阻之比求r上产生的电热qr。这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此w=q。一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能。例题：曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图9为其结构示意图。图中n、s是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点、与ab边平行，它的一端有一半径r01.0cm的摩擦小轮，小轮

3、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n800匝导线圈组成，每匝线圈的面积s20cm2，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感强度b0.010t，自行车车轮的半径r135 cm，小齿轮的半径r24.0cm，大齿轮的半径r310.0cm以见图10。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u3.2v？假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动解析： 当自行车车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动，线框中产生一正弦交流电动势，其最大值 式中0为线框转动的角速度，即摩擦小轮转动的角速度。 发

4、电机两端电压的有效值 设自行车车轮转动的角速度为1，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，有 小齿轮转动的角速度与自行车轮转动的角速度相同，也为1。设大齿轮转动的角速度为，有 由以上各式解得 代人数据得例题：如下列图，一理想变压器的原、副线圈分别由双线ab和cd匝数都为n1，ef和gh匝数都为n2组成，用i1和u1表示输入电流和电压，i2和u2表示输出电流和电压.在以下四种连接法中，符合的是ab与c连接，以a、d为输入端；f与g连，以e、h为输出端bb与c相连，以a、d为输入端；e与g相连，f与h相连为输出端ca与c相连，b与d相连为输入端；f与g相连，以e、h为输出端da与c相连，b与d相

5、连为输入端；e与g相连，f、h相连为输出端正确答案为a与d，根据变压器原理，引导学生找原副线圈匝数。例题：如下列图的理想变压器供电线路中，假设将开关s闭合，电流表a1的示数将，电流表a2的示数将，电流表a3的示数将，电压表v1的示数将，电压表v2将。答案：v1、v1的示数均不变，a1变大，a2不变，a3变大。例题：在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反响其工作原理的是 解：电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。选a。例题：某交流发电机输出功率为5×10

6、5 ×103v，假设输电线的总电阻r10，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压u380 v。(1)画出输电线路的示意图标明各局部的符号；(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？使用的变压器是理想变压器。分析：输电线路的示意图如下：各局部关系式为：uu1n1n2i2i1n1n2u2u用n3n4i3i2n3n4u1u损u2pp损p用户p损i22r解析：i1500 ap损5%p5%×5×105×104 wp损i22ri250 ai3a所以例题：理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=1760匝、n2=288匝、n3=8

7、000匝，电源电压为u1=220v。n2上连接的灯泡的实际功率为36w，测得初级线圈的电流为i1=0.3a，求通过n3的负载r的电流i3。解：由于两个次级线圈都在工作，所以不能用i1/n，而应该用p1=p2+p3和un。由un可求得u2=36v，u3=1000v；由u1i1=u2i2+u3i3和i2=1a可得i3。例题： 学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1，升压变压器匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为r=4，全校22个教室，每个教室用“220v，40w的灯6盏，要求所有灯都正常发光，那么：发电机的输出功率多大？发电机的电动势多大？输电线上损耗的电功率多大？解：所有灯都

8、正常工作的总功率为22×6×40=5280w，用电器总电流为a，输电线上的电流a，降压变压器上：u2=4u2/=880v，输电线上的电压损失为：ur=irr=24v ，因此升压变压器的输出电压为u1/=ur+u2=904v，输入电压为u1=u1/4=226v，输入电流为i1=4i1/=24a，所以发电机输出功率为p出=u1i1=5424w 发电机的电动势e=u1+i1r=250v 输电线上损耗的电功率pr=ir2r=144w例题： 在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电站，输送的电功率为p=500kw，当使用u=5kv的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。求：这时的输电效率和输电线的总电阻r。假设想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？解；由于输送功率为p=500kw，一昼夜输送电能e=pt=1度，终点得到的电能e/=7200度，因此效率=60%。输电线上