高二物理每日一题 3月19-23日

学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，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=4Ω，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，则：

⑴发电机的输出功率多大？

⑵发电机的电动势多大？

⑶输电线上损耗的电功率多大？

如图30所示，导轨是水平的，其间距l1=0.5m，ab杆与导轨左端的距离l2=0.8m，由导轨与ab杆所构成的回路电阻为0.2Ω，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场的磁感应强度B=1T，

滑轮下挂一重物质量0.04kg，ah杆与导轨间的摩擦不计，现使磁场以=0.2T／s的变化率均匀地增大，问：当t为多少时，M刚离开地面？

如图所示，匀强磁场的磁感应强度B =2 T ，匝数n =6的矩形线圈abcd 绕中心轴OO ′匀速转动，角速度ω=200 rad/s 。已知ab =0.1 m ，bc =0.2 m ，线圈的总电阻R=40Ω，试求：

（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；

（2）设时间t =0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （3）画出感应电流的瞬时值i 随ωt 变化的图象；

（4）当ωt =30°时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？ （5）线圈从图示位置转过2

π的过程中，感应电动势的平均值是多大？

发电机转子是边长为0.2米的正方形，线圈匝数为100匝，内阻8欧，初始位置如图所示，以ad 、bc 中点连线为轴用600转/分的转速在π

1

特斯拉的匀强磁场中转动，, 灯泡电阻为

24欧,则：

1)从图示位置开始计时,写出感应电动势的瞬时值方程。 2) 灯泡的实际消耗功率为多大?

3）从图示位置开始经过0.15s 灯泡中产生的热量为多少？通过灯泡的电量为多少？

解析：（1）线圈运动的角速度s rad /20πω=，电动势最大值为V nBs 80E m ==ω 瞬时值方程)(20sin 80V t e π= （2）电动势有效值V E 2402

80==

，电流为A A I 24

532

2

40=

=

电阻消耗的功率W R I P 752

==

（3）Q=11.25J ，q=1/4πC （0.15s 为1.5T ，所以磁通量的变化量与0.5T 的一样，都是2BS ）

(14分)如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V 的市电上，向额定电

压为1.80×104V 的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA 时，熔丝就熔断． （1）熔丝的熔断电流是多大?

（2）当副线圈电路中电流为10mA 时．变压器的输入功率是多大?

解答：

(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为1212U U I I 、、、．根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有1122I U I U =

当2I =12 mA 时，1I 即为熔断电流．代人数据，得1I =0．98 A

(2)设副线圈中电流为2'I =lO mA 时，变压器的输入功率为P 1。，根据理想变压器的输入功 率等于输出功率，有122'P I U = 代人数据，得 1P =180 W