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1. 如图甲为交流发电机的原理图,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。线圈的电阻为
, 线圈与外电路连接的定值电阻为
, 电压表为理想交流电表。线圈产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.
交流电的频率为
B.
电压表的读数为
C.
时,线框平面与磁场平面平行
D.
发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为
【考点】
交变电流的图像与函数表达式; 交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值;
【答案】
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1. 如图是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的( )
A.
周期是0.01s
B.
当t=0时,线圈平面与磁感线垂直,磁通量最大
C.
最大值是
V
D.
表达式为e=311sin100πt (V)
多选题
容易
2. 实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型,正方形线圈在水平匀强磁场中,绕垂直于磁感线的OO
'
轴匀速转动.今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表,并让线圈每秒转25圈,读出电压表的示数为10 V.已知R=10 Ω,线圈电阻忽略不计,下列说法正确的是( )
A.
线圈平面与磁场平行时,线圈中的瞬时电流为
A
B.
从线圈平面与磁场平行开始计时,线圈中感应电流瞬时值表达式为i=
sin 50πt A
C.
流过电阻R的电流每秒钟方向改变25次
D.
电阻R上的热功率等于10 W
多选题
容易
3. 如图甲所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO'匀速转动,从某时刻开始计时,产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示,若外接电阻R=100
, 线圈电阻r=10
, 电压表为理想交流电表,则下列说法正确的是( )
A.
线圈的转速为50r/s
B.
0.01s时线圈平面与磁场方向平行
C.
通过电阻R的电流有效值为1A
D.
电压表的示数为200V
多选题
容易
1. 发电机的示意图如图甲所示,边长为L的正方形金属框,在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度
绕垂直磁场的
轴转动,阻值为R的电阻两端的电压随时间的变化规律如图乙所示,其他电阻不计。则在金属框转动一周的过程中,下列说法正确的是( )
A.
金属框内电流的方向不变
B.
通过电阻的电流为直流电
C.
流过电阻截面的电荷量
D.
电阻产生的焦耳热
多选题
普通
2. 八中科技节上,小明制作了一个风力发电机模型如图1所示。空气流动带动风叶下方的磁铁旋转,引起线圈中磁通量发生变化,产生交变电流。某稳定风速环境下,电压传感器上得到的发电机电动势
随时间
变化的关系如图2所示,则( )
A.
该交流电的频率为
B.
风力发电机电动势的有效值为
C.
若仅增大风速,使磁铁转速加倍,则电动势表达式为
D.
将击穿电压为
的电容器接到电压传感器两端,在各种风速环境下电容器均安全工作
多选题
普通
3. 如图所示,边长为
L
的正方形单匝线圈
abcd
, 电阻为
r
, 外电路的电阻为
R
,
ab
的中点和
cd
的中点的连线
恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为
B
, 若线圈从图示位置开始,以角速度
绕
轴匀速转动,则以下判断正确的是( )
A.
图示位置线圈中的感应电动势最大,且为
B.
闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为
C.
线圈转动一周的过程中,电阻
R
上产生的热量为
D.
细圈从图示放置转过
的过程中,流过电阻
R
的电荷量为
多选题
普通
1. 在同一匀强磁场中,两个相同的矩形金属线圈a、b分别绕线圈平面内且与磁场垂直的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的图像如图所示,则( )
A.
线圈a的转速是b的
B.
t=0.01 s时,线圈a恰好经过中性面
C.
将一只交流电流表接在线圈b两端,电表的示数为10 V
D.
将电阻值相同的两个电阻分别与线圈a、b串联,在6 s内两电阻上产生的热量之比为
单选题
普通
2. 如图为正弦式电流和方波电流随时间的变化关系图像,关于甲、乙、丙、丁四幅图下列说法正确的是( )
A.
图中电流的最大值为2A,有效值为
A,周期为4s
B.
图中电流的最大值为5A,有效值为
A,周期为 4s
C.
图中电流的最大值为2A,有效值为1A,周期为4s
D.
图中电流的最大值为4A,有效值为 3.5A,周期为2s
单选题
普通
3. 某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示。如果其他条件不变,仅使线圈的转速减半,则交流电动势的最大值和周期分别为( )
A.
50V,0.02s
B.
200V,0.02s
C.
50V,0.08s
D.
200V,0.08s
单选题
普通
1. 如图甲所示为一台小型发电机的示意图,单匝线圈匀速转动,产生的电动势e随时间t的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为0.2Ω,小灯泡的电阻恒为0.8Ω。求:
(1)
理想电压表的示数为多少?
(2)
线圈转动的角速度是多少?
(3)
转动过程中穿过线圈的最大磁通量是多少?
(4)
写出通过灯泡的电流的瞬时表达式。
解答题
普通
2. 如图所示,匝数
匝的矩形线圈,线圈总电阻
, 边长为
cm,
cm。外电路电阻
, 匀强磁场磁感应强度的大小
, 线圈绕垂直于磁感线的
轴以角速度
匀速转动。试求:
(1)
电路中感应电动势的最大值;
(2)
从此位置开始转过
的过程中,通过电阻
R
的电荷量
q
;
(3)
在时间
内
R
上消耗的电能;(取
)
(4)
从此位置开始计时,线圈
ab
边所受安培力的瞬时值表达式(取垂直于纸面向里为安培力的正方向)。
计算题
普通
3. 如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图,已知正方形线圈边长
, 匝数
匝,线圈电阻不计;线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴
匀速转动,转速
;已知电动势最大值
。
(1)
求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)
从线圈在图甲所示位置开始计时,写出感应电动势随时间变化的函数表达式;
(3)
如图乙所示,将发电机通过升压变压器
升压后向远处输电,发电机的输出功率为200kW,输电线的总电阻为4Ω,在用户端用降压变压器
把电压降为220V,要求在输电线上损失的功率控制在10kW,则
、
的原副线圈匝数比
和
分别为多少?
计算题
普通
1. 如图所示的变压器,输入电压为
,可输出
、
、
电压,匝数为
的原线圈中电随时间变化为
.单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表,电压表的示数为
。将阻值为
的电阻R接在
两端时,功率为
.下列说法正确的是( )
A.
m为1100匝,
为
B.
间线圈匝数为120匝,流过R的电流为
C.
若将R接在
两端,R两端的电压为
,频率为
D.
若将R接在
两端,流过R的电流为
,周期为
单选题
普通
2. 如图所示,闭合开关后,
的电阻两端的交流电压为
,电压表和电流表均为理想交流电表,则( )
A.
该交流电周期为
B.
电压表的读数为
C.
电流表的读数为
D.
电阻的电功率为
单选题
普通
3.
在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 Ω,则
A.
t
=0时,线圈平面平行于磁感线
B.
t
=1 s时,线圈中的电流改变方向
C.
t
=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大
D.
一个周期内,线圈产生的热量为
多选题
容易