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(9分)如圖所示,一艘海輪用船上天線D向海岸邊的信號接收器A發(fā)送電磁波脈沖信號。信號接收器和船上天線的海拔高度分別為AB=H和CD=h。船上天線某時刻發(fā)出一個電磁波脈沖信號,接收器接收到一個較強和一個較弱的脈沖,前者是直接到達的信號,后者是經海平面反射后再到達的信號,兩個脈沖信號到達的時間間隔為△t,電磁波的傳播速度為c,求船上天線發(fā)出此信號時海輪與海岸的距離L。
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(10分)一居民小區(qū)有440戶,以前每戶平均消耗電功率為100W,使用的區(qū)間變壓器匝數(shù)比為165:6,恰好能使額定電壓為220V的用電器正常工作,現(xiàn)在因家用電器增加,每戶平均消耗的電功率為250W,若變壓器輸入電壓仍為6600V,區(qū)間輸電線線路不變,為了使家用電器正常工作,需換用區(qū)間變壓器,則此變壓器的匝數(shù)比為多少?
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(14分)有一條河流,河水流量為4m3/s,落差為5m,現(xiàn)利用它來發(fā)電,使用的發(fā)電機總效率為50%。發(fā)電機輸出電壓為350V,輸電線的電阻為2Ω,允許輸電線上損耗功率為發(fā)電機輸出功率的5%,而用戶所需要電壓為220V,求:
(1)發(fā)電機的輸出功率;
(2)所用的升壓、降壓變壓器上原、副線圈的匝數(shù)比。
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(12分)如圖所示,勻強磁場的磁感應強度,矩形線圈的匝數(shù)N=100,邊長Lab=0.20m,Lbc=0.10m,以300r/min的轉速勻速轉動,從線圈平面通過中性面時開始計時,試求:
(1)交變電動勢的瞬時值表達式;
(2)若線圈總電阻為2Ω,線圈外接電阻為8Ω,求出電流的瞬時值和電壓表讀數(shù);
(3)線圈由圖示位置轉過π/2的過程中,交變電動勢的平均值。
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(14分)一臺交流發(fā)電機的輸出電壓為250V,輸出功率為100kW,向遠處輸電所用輸出線的總電阻為 8Ω ,要使輸電線上的功率損失不超過輸送功率的5%,用戶正好得到220V的電壓.求:
(1)輸電線上的電流;
(2)供電處的升壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比;
(3)用戶處的降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比。
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一臺交流發(fā)電機的輸出電壓為250V,輸出功率為100kW,向遠處輸電所用輸出線的總電阻為 ,要使輸電線上的功率損失不超過輸送功率的5%,用戶正好得到220V的電壓.求:
(1)輸電線上的電流
(2)供電處的升壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比
(3)用戶處的降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比
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(9分)圖甲是交流發(fā)電機模型示意圖。在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內垂直于磁感線的軸OO'轉動。由線圈引出的導線ae和df分別與兩個跟線圈一起繞OO'轉動的金屬圓環(huán)相連接,金屬圓環(huán)又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸,這樣矩形線圈在轉動中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路. 圖乙是線圈的主視圖,導線ab和cd分別用它們的橫截面來表示。已知ab長度為L1,bc長度為L2,線圈以恒定角速度逆時針轉動。(只考慮單匝線圈)
(1)線圈平面處于中性面位置時開始計時,試推導t時刻整個線圈中的感應電動勢e1的表達式;
(2)線圈平面處于與中性面成夾角位置時開始計時,如圖丙所示,試寫出t時刻整個線圈中的感應電動勢e2的表達式;
(3)若線圈電阻為r,求線圈每轉動一周電阻R上產生的焦耳熱。(其他電阻均不計)
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圖甲左側的調壓裝置可視為理想變壓器,負載電路中R=55Ω,兩電表為理想電流表和電壓表,變壓器原副線圈匝數(shù)比為n1:n2=2:1,若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓。求:
(1)交流電壓的函數(shù)表達式;
(2)電流表的示數(shù)I。
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(12分)如圖所示,勻強磁場的磁感應強度B=0.5 T,邊長L=10 cm的正方形線圈abcd共100匝,線圈電阻r=1 Ω,線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉動,角速度ω=2π rad/s,外電路電阻R=4 Ω,求:
(1)轉動過程中感應電動勢的最大值;
(2)由圖示位置轉過60°角的過程中產生的平均感應電動勢;
(3)交流電壓表的示數(shù);
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