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题型: 单选题
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单选题

如图所示,一单匝矩形金属线圈ABCD在匀强磁场中绕转轴OO′匀速转动.转轴OO′过AD边和BC边的中点.若从图示位置开始计时,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系可以表示为Φ=0.1cos20πt(Wb),时间t的单位为s.已知矩形线圈电阻为2.0Ω.下列说法正确的是(  )

A线圈中电流的方向每秒钟改变10次

B穿过线圈的磁通量的最大值为0.1Wb

C线圈中感应电动势最大值为πV

D电流的有效值约为A

正确答案

D

解析

解:A、周期T==0.1s,一个周期内电流方向改变两次,故在任意1s时间内,线圈中电流的方向改变20次,故A错误;

B、由表达式可知,穿过线圈的磁通量的最大值为BS=0.1Wb,故B错误;

C、转动的角速度为ω=20π,产生的感应电动势最大值为NBSω=2π V,故C错误;

D、已知矩形线圈电阻为2.0Ω.电流的有效值约为I==A,故D正确;

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,交流电源电压u=20sin(100πt)V,电路中的电阻R=10Ω,则电路中的电流表和电压表的示数分别为(  )

A2A,20V

B1.41A,20V

C1.41A,14.1V

D2A,14.1V

正确答案

C

解析

解:由表达式可知最大值为20V,交流电源电压的有效值U==14.1V;

由欧姆定律可知,电路中电流I==A=1.41A;

故选:C.

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题型: 单选题
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单选题

如图为理想变压器原线圈所接交流电压的波形.原、副线圈匝数的比n1:n2=10:1,串联在原线圈电路中电流表的示数为1A,下列说法错误的是(  )

A变压器输出端所接电压表的示数为20V

B变压器的输出功率为200W

C变压器输出端的交流电的频率为50Hz

D串在变压器输出端的电流表示数为20A

正确答案

D

解析

解:A、由图象知输入端电压有效值为200V,根据电压与匝数成正比知变压器输出端所接电压表的示数为20V,故A正确;

B、输入的电压的有效值为200V,由P=UI可得,输入的功率的大小为200W,输入功率等于输出功率,故B正确;

C、正弦交流电的频率为f===50Hz,故C正确;

D、电流与匝数成反比,串联在变压器输出端电流表的示数为10A,故D错误;

本题选错误的,故选:D.

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题型:简答题
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简答题

如图,线圈的面积是0.05m2,共100匝,线圈总电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度为B=,当线圈以300r/min的转速匀速旋转时,求:

(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;

(2)电路中电压表、电流表的示数各是多少?

(3)线框转动一周外力做的功为多少?

(4)线框从图示位置转过30°的过程中通过电阻R的电量为多少?

正确答案

解:(1)n=300r/min=5r/s;

角速度ω=2πn=10π;

转动过程中线圈中的最大感应电动势

Em=n′BSω=100××0.01×10π=10V

感应电动势的瞬时表达式为

e=10sin10πt(V)

(2)线圈在转动过程中,电流表示数为

I====

则电压表的示数

(3)一周内外力做的功等于内能的增加量;

故W=I2(R+r)t=(2×(9+1)×=1J;

(4)线圈从中性面开始转过90°的过程中,磁通量的变化量△φ=BS=0.01×=×10-2Wb;

所用时间△t==5×10-2s

则平均感应电动势为

在这个过程中的平均电流为

通过的电量

联立以上各式有通过电流表的电量为

答:(1)从如图开始计时,线圈中感应电动势的瞬时表达式为e=10sin10πt(V);

(2)电路中电压表示数为6.3V;电流表示数是A;

(3)外力所做的功为1J;

(4)线圈从图示位置转动90°过程中,通过电阻R的电量为×10-1C;

解析

解:(1)n=300r/min=5r/s;

角速度ω=2πn=10π;

转动过程中线圈中的最大感应电动势

Em=n′BSω=100××0.01×10π=10V

感应电动势的瞬时表达式为

e=10sin10πt(V)

(2)线圈在转动过程中,电流表示数为

I====

则电压表的示数

(3)一周内外力做的功等于内能的增加量;

故W=I2(R+r)t=(2×(9+1)×=1J;

(4)线圈从中性面开始转过90°的过程中,磁通量的变化量△φ=BS=0.01×=×10-2Wb;

所用时间△t==5×10-2s

则平均感应电动势为

在这个过程中的平均电流为

通过的电量

联立以上各式有通过电流表的电量为

答:(1)从如图开始计时,线圈中感应电动势的瞬时表达式为e=10sin10πt(V);

(2)电路中电压表示数为6.3V;电流表示数是A;

(3)外力所做的功为1J;

(4)线圈从图示位置转动90°过程中,通过电阻R的电量为×10-1C;

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,10匝矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,周期为,线圈的电阻R=1Ω,从图示位置开始计时,线圈转过60°时的感应电流为2A,则下列表达式正确的是(  )

A感应电动势的瞬时值表达式为e=4sin (20t) V

B感应电动势的瞬时值表达式为e=4cos (20πt) V

C任意时刻通过线圈磁通量的表达式为Φ=0.02sin (20t) Wb

D任意时刻通过线圈磁通量的表达式为Φ=0.02cos (20πt)Wb

正确答案

B,C

解析

解:A、B、电动势的最大值为:

Em=NBSω=10×=200BS;

电流的瞬时值:

i=cosωt=200BScosωt(A)

线圈转过60°时的感应电流为2A,故:

2=200BScos60°

解得:BS=0.02

故:e=Emcosωt=4cos(20πt) V;故A错误,B正确;

C、D、任意时刻通过线圈磁通量的表达式为Φ=BSsinωt=0.02sin20t(Wb);故C正确,D错误;

故选:BC.

下一知识点 : 交变电流的产生
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