- 正弦式电流的图象和三角函数表达式
- 共122题
如图所示,甲是远距离的输电示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则:( )
正确答案
解析
略
知识点
图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20Ω,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将S1接1、S2闭合,此时L2正常发光。下列说法正确的是
正确答案
解析
读图知周期T = 0.02 s,所以。原本L2正常发光,只断开S2后,电压被两灯泡均分,肯定不会再正常发光。只断开S2后,两灯泡串联,负载电阻增大,输出功率减小,输入功率等于输出功率,所以也减小。由变压器的变压比 可得副线圈输出电压为4 V,S1换接到2后,R消耗的功率,W = 0.8 W。D正确。
知识点
图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为的匀强磁场中,有一矩形线图可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动,由线圈引起的导线和分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接,金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻形成闭合电路。图2是线圈的住视图,导线和分别用它们的横截面来表示。已知长度为, 长度为,线圈以恒定角速度逆时针转动。(只考虑单匝线圈)
(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式;
(2)线圈平面处于与中性面成夹角位置时开始计时,如图3所示,试写出t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式;
(3)若线圈电阻为r,求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。(其它电阻均不计)
正确答案
(1)e1=BL1L2ωsinωt
(2)e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)
(3)
解析
(1)矩形线圈abcd转动过程中,只有ab和cd切割磁感线,设ab和cd的转动速度为v,则①
在t时刻,导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为E1=BL2v⊥②
由图可知v⊥=vsinωt③
则整个线圈的感应电动势为
e1=2E1=BL1L2ωsinωt。④
(2)当线圈由图3位置开始运动时,在t时刻整个线圈的感应电动势为e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)。⑤
(3)由闭合电路欧姆定律可知⑥
这里E为线圈产生的电动势的有效值
⑦
则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为QR=I2RT⑧
其中⑨
于是。⑩
知识点
题13-1图为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如题13-2图所示。若只在ce间接一只Rce=400 Ω的电阻,或只在de间接一只Rde=225 Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式;
(2)求只在ce间接400Ω的电阻时,原线圈中的电流I1;
(3)求ce和de 间线圈的匝数比。
正确答案
(1)
(2)0.28A(或 )
(3)
解析
(1)由题13-2图知
电压瞬时值
(2)电压有效值
理想变压器
原线圈中的电流
解得:
(3)设ab间匝数为,
由题意知
解得:
代入数据得.
知识点
图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为、。V为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是( )
正确答案
解析
电压表的示数为有效值,所以等于,选项A错误B正确;实现点火的条件是,所以,选项C正确D错误。
知识点
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