- 正弦式电流的图象和三角函数表达式
- 共122题
15.如图甲,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电流经理想变压器给负载供电,原线圈两端的交变电压随时间变化的图像如图乙,电压表和电流表均为理想电表,Rt为阻值随温度升高而变小的热敏电阻,R1为定值电阻。则
正确答案
解析
A、由图可知,交流电的周期为0.02s,则转速为:,故A正确;
B、电压表测量的是有效值,故示数不为零,故B错误;
C、由图乙可知,当0.005s时,感应电动势为零,则此时穿过线框回路的磁通量最大,故C错误;
D、温度升高,热敏电阻阻值减小,故副线圈回路中消耗的功率增大,输出功率决定输入功率,故输入功率增大,故D错误;
故选:A
考查方向
变压器的构造和原理;交流发电机及其产生正弦式电流的原理
解题思路
由图乙可知特殊时刻的电动势,根据电动势的特点,可判处于那个面上,由图象还可知电动势的峰值和周期,明确电压表测量的是有效值,变压器的输出功率决定输入功率
易错点
线圈在匀强磁场中匀速转动产生的是正弦式交变电流
知识点
21.如图所示的正方形线框abcd边长为L,每边电阻均为r,在垂直于纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω匀速转动,c、d两点与一阻值为r的电阻相连,各表均可视为理想表,导线电阻不计,则下列说法中正确的是( ).
正确答案
解析
因为线框在垂直于纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω匀速转动,所以交生的是交变电流,A正确;当S断开时,电压表的示数为cd两点间的电压,cd两点间的电压为,所以B错误,C正确;r与cd并联后电阻为
,并联支路两端电压为
,所以流过电阻r的电流为
,电流表测的就是r的电流,所以D正确。本题正确选项为ACD。
考查方向
解题思路
1、根据交变电流的产生规律知感应电动势瞬时值
2、当S断开时,电压表的示数为cd两点间的电压,当S闭合时,r与cd并联,根据闭合电路欧姆定律求出电流。
易错点
无
知识点
6.在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、由图象知:t=0.01s时,感应电动势为零,则穿过线框的磁通量最大,故A错误;
B、交流电的有效值为,故B错误;
C、当t=0时,电动势为零,线圈平面与磁场方向垂直,故该交变电动势的瞬时值表达式为,故C正确;
D,周期为0.02s,在一个周期内电流的方向改变2次,故1s内电流改变次数为次,故D正确;
考查方向
交变电流;正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的峰值和有效值、平均值;描述交变电流的物理量
解题思路
从图象得出电动势最大值、周期,从而算出频率、角速度;磁通量最大时电动势为零,在一个周期内交流电的方向改变两次.
易错点
正弦式交流电有效值与最大值的关系.
知识点
根据《2000年国际贸易术语解释通则》的规定,在哪一术语中,由买方办理出口结关手续
A.FAS
B.DDP
C.DES
D.EXW
正确答案
D
解析
根据《2000年国际贸易术语解释通则》的规定,只有卖方责任最小的EXW由买方办理出口手续和卖方责任最大的 DDP由卖方办理进口手续外,各术语均是由卖方办理出口手续,买方办理进口手续:因此D项正确。
6.如图甲所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n=100,线圈的总电阻r=5.0Ω,线圈位于匀强磁场中,且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=95Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间t变化的图像如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
A、由图知,T=π×10-2S则,故A错误;
B、交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω,而Φm=BS,,所以
,由Φ-t图线可知:Φm=2.0×10-2 Wb,T=6.28×10-2s 所以Em=200 V,交流发电机产生的电动势最大值为200V.故B错误;
C、电动势的有效值 ,故C错误;
D、由闭合电路的欧姆定律,电路中电流的有效值为,故D正确;
考查方向
正弦式电流的图象和三角函数表达式;交流发电机及其产生正弦式电流的原理
解题思路
交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω,根据Φ-t图线得出周期T以及磁通量的最大值Φ=BS.从而求出感应电动势的最大值,交流电压表的示数为有效值,求出电动势的有效值,根据闭合电路欧姆定律求出电流表的示数.
易错点
本题的关键掌握正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSω,从峰值的表达式中得出信息会求解交流电有效值.
知识点
6.为保证用户电压稳定在220V,变电所需适时进行调压,图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变,当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是( )
正确答案
解析
本题属于交变电流比较基本的问题根据图像所给出的信息,根据交变电流的瞬时值公式可知A错误,B正确。
为使用户得到稳定220V电压,则需升压。故C正确,D错误。
考查方向
解题思路
本题考察交变电流相关知识点,由图像可知交变电流的瞬时值表达式,根据输入电压和输出电压的关系,判断线圈匝数变化情况
易错点
不能明确找出交变电流图像给出的有效信息
知识点
2.在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈,绕垂直磁场的轴匀速转动,产生如图甲所示的正弦交流电,把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端,电压表和电流表均为理想电表,Rt为热敏电阻(温度升高时其电阻减小),R为定值电阻。下列说法正确的是 ()
正确答案
解析
A选项,在t=0.01s末,由图可知电压为零,所以磁通量变化率为0,所以矩形线圈平面与磁场方向垂直,故错误。
B选项,交变电压的瞬时表达式: u=umsin ωt(V),由题可知um=36,T=0.02s,ω=
,代入数据得u=36
sin100πt,故错误。
C选项,V1测变压器的输入电压,V2测Rt的电压,由于输出电压不变,当Rt的温度升高时,电阻变小,Rt的分得的电压减小,故V2的示数减小;由于V1测输入电压,稳定不变,故电压表V1、V2示数的比值变大,故错误。
D选项,变压器中输出电压不变,当Rt的温度升高时,线路中总电阻变小,总电流变大,导致变压器的输入电流变大,又因为输入电压不变,故输出功率P=IU变大,故D选项正确。
考查方向
1、考查导线框在磁场中旋转时产生交变电压的情况:当矩形线圈平面与磁场方向平行时,磁通量变化率最小,瞬时感应电动势为零;矩形线圈平面与磁场方向垂直时,磁通量变化量最大,瞬时感应电动势最大。
2、考查理想变压器中原副线圈中电压、电流与匝数的关系:U1:U2=n1:n2,I1:I2=n2:n1;及理想变压器的特点:副线圈电压由原线圈决定,一般稳定不变,原线圈电流由副线圈决定,随副线圈电流增大而增大。
3、考查根据交变电压的图像写出交变电压的表达式。
4、考查热敏电阻的电阻大小随温度变化关系。
解题思路
1、首先应该清楚导线框在磁场中旋转时产生交变电压的特点。
2、清楚理想变压器的特点:副线圈电压由原线圈决定,一般稳定不变,原线圈电流由副线圈决定,随副线圈电流增大而增大。
易错点
1、对电压表V2测量的电压混淆,容易误认为是测的变压器的输出电压。
2、我认为热敏电阻的电阻大小随温度升高而增大。
3、对理想变压器中电压、电流的决定性模糊不清。
知识点
9. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度,单匝矩形线圈面积S=1m2 ,电阻
,绕垂直于磁场的轴OOˊ匀速转
动。线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接。电表为理想电表,两个完全相同的电灯泡,标称值为“20V,30W”,且均正常发光,电流表A1的示数为1.5A。则以下说法正确的是()
正确答案
解析
A、小灯泡正常发光,故变压器的输出电流为:,电流表A1 、A2的示数之比1:2;故A错误;
B、,故B正确;
C、小灯泡正常发光,故变压器的输出电压为20V,根据变压比公式,解得:
;故矩形线圈产生电动势的有效值为40V; 矩形线圈产生电动势的最大值为
V,根据公式
,解得:
故C错误;
D、电压表的示数为有效值40V,D错误。
考查方向
本题主要考查了交流发电机及其产生正弦式电流的原理;正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.
解题思路
由小灯泡正常发光,得到变压器的输出电压和输出电流,然后结合变压比公式和变流比公式求解变压器的输入电压和电流,最后结合发电机的电动势公式e=NBSωsinωt分析.
易错点
本题关键是明确交流发电机的瞬时值、有效值、最大值的区别和求解方法,同时要结合变压器的变压比和变流比公式列式求解。
知识点
6.如图所示,理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u,u=220sin 100πt (V),电压表V接在副线圈c、d两端(不计导线电阻).则当滑动变阻器滑片向右滑动时()
正确答案
解析
输入电压决定输出电压,因为U1不变,所以U2也不变,即电压表读数不变,A正确;
电路中的电容器作用是:通交流,隔直流。因为是交流电,所以A2的示数不为0,B错误;
电容器的容抗与频率呈倒数关系,所以交流电的频率增加,电流增大,所以C正确,D错误。
故选AC
考查方向
解题思路
根据交变电流-理想变压器规律和欧姆定律求解。
易错点
电容器的容抗与频率呈倒数关系
知识点
5.如图所示,匀强磁场的磁感应强度大小为B。匝数为N、面积为S的矩形线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动,不计线圈电阻。线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接,变压器的原、副线圈的匝数分别为n1、n2。A为理想交流电流表。L1、L2为两个完全相同的电灯泡,标称值为“U0,P0”,且当S闭合时两灯泡均正常发光。除灯泡电阻外,
不计其它电阻。则以下说法正确的是:( )
正确答案
解析
如图所示位置为从中性面计时开始已经转过90°,所以正弦交流电的表达式为,有效值为
,A正确;由于开关闭合后,灯正常,说明输出电压为U0,即
,B正确。由于输出电压不变,当开关断开后,L1额定电压不变,所以亮暗程度不变,C错;开关闭合时负载总功率为2P0,所以输入总功率为2P0,输入电流
,开关断开之后,输出功率为P0,输入电流为
,所以D答案错。
考查方向
解题思路
首先利用正弦交流电的标准表达式找到有效值,利用变压器的电压、电流关系,列式求解。
易错点
正弦交流电的有效值、最大值之间的关系;变压器负载功率与输入功率之间的关系
知识点
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