高中物理电学实验计算题

有一条河流，河水流量为4m³/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50%，发电机输出电压为350V，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5%，而用户所需要电压为220V，求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比．（变压器为理想变压器输电线路如图所示）．

如图所示，AB两端接直流稳压电源，U_AB＝100 V，R₀＝40 Ω，滑动变阻器总电阻R＝20 Ω，

(1)当滑动片处于变阻器中点时，C、D两端电压为多少？通过电阻R₀的电流为多少？
(2)移动滑片时，C、D两端电压最大值和最小值分别为多少？

有一直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路中，电动机不转，测得电流为0.4 A；若把电机接入2.0 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A.
求：（1）电动机正常工作时的热功率为多大？输出功率为多大?
（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大?

如图，一个轮形的发电机模型，处于磁感强度为B的匀强磁场中作匀速转动，轮轴通过圆心O且与磁场方向平行，轮半径是L．转动的角速度是ω，外电路连接一只平行板电容器，两板水平放置．板间距离是d，板间有一个质量m的带负电的微粒恰好处于平衡，则：

(1)发电机转轮是逆时针转动还是顺时针转动?
(2)带电微粒的电量是多大?

如图所示a电路，当变阻器的滑动片从一端滑动另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图b中的AC.BC两直线所示，不考虑对电路的影响

（1）定值电阻，变阻器的总电阻分别为多少？
（2）试求出电源的电动势和内电阻。
（3）变阻器滑动片从一端到另一端的过程中，滑动变阻器消耗的最大电功率为多少？

如图所示，一平行板电容器接在U＝12 V的直流电源上，电容C＝3.0×10^－10 F，两极板间距离d＝1.2×10^－3m，取g＝10 m/s²，求：

(1)该电容器所带电量．
(2)若板间有一带电微粒，其质量为m＝2.0×10^－3 kg，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电量为多少？带何种电荷？

如图所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d=8cm，板长为L=25cm，接在直流电源上，有一带电液滴以υ₀=0.5m/s的初速度从板间的正中央水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将下板向上提起cm，液滴刚好从金属板末端飞出，求：

（1）将下板向上提起后，液滴的加速度大小和方向；
（2）液滴从射入运动到P点所用时间。（g取10m/s²）

如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔．质量为m，电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)．求：

(1)小球到达小孔处的速度；
(2)两极板间的电势差的大小；
(3)电容器所带电荷量.

如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔．质量为m，电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)．求：

（1）小球到达小孔处的速度；
（2）两极板间的电势差的大小；
（3）电容器所带电荷量.

电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3 V电压时，通电的电流为0.3 A，此时电动机没有转动．当加上3 V电压时，电流为1 A，这时候电动机正常工作．求：
(1)电动机的电阻；
(2)电动机正常工作时，产生的机械功率和发热功率．

一小型水电站，其交流发电机的输出功率为1 000 kW，输出电压为1 000 V，在输电过程中，要求输电线能量损耗不大于4%，已知输电线电阻为16 Ω，用户降压变压器的输出电压为240 V，求输电线路中升压变压器与降压变压器的变压比各多大？

如图所示，电源的电动势是6 V，内阻是0.5 Ω，小电动机M的线圈电阻为0.5 Ω，限流电阻R₀为3 Ω，若理想电压表的示数为3 V，试求：

(1)电源的功率和电源的输出功率；
(2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率．

交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m²，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T．如果用此发电机带动两个标有“220 V，11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示．求：

（1）发电机的输出电压为多少？
（2）变压器原、副线圈的匝数比为多少？
（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？

某金属导体两端的电压为24V，30s内有36C的电荷量通过导体的横截面，则：
（1）导体中的电流有多大？
（2）该导体的电阻多大？
（3）每秒钟内有多少个自由电子通过该导体的横截面？

如图所示，电源电动势E=28V，内阻r=2Ω，电阻R₁=12Ω，R₂=R₄=4Ω，R₃=8Ω，C为平行板电容器，其电容C=3.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长L=0.20m，两极板的间距d=1.0×10^-2m。

（1）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求通过R₄的总电量为多少？
（2）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v₀=2.0m/s的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？（要求写出计算和分析过程，g取10m/s²）