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题型: 多选题
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多选题

如图所示,电阻为r=1Ω的单匝矩形线圈面积为S=0.04m2,在B=T匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω=100π rad/s匀速转动.t=0时刻线圈平面与磁场垂直,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R=9Ω,各电表均为理想交流电表,则(  )

A图示位置伏特表的读数是4V

B线圈从图示位置转过180°的过程中,流过电阻R的电量为C

C1s内流过R的电流方向改变100次

D滑片P向上滑动时,输出功率变大

正确答案

B,C

解析

解:A、交变电动势的最大值为:Em=nBSω=

由U=Em,得有效值为:U=4V,

电压表测量滑动变阻器两端电压,则电压表示数为:,故A错误;

B、线圈从图示位置转过180°的过程中,磁通量的大小相等,而方向相反,所以电路中的平均电动势大小:

平均电流:,流过电阻R的电量为:q=,故B正确;

C、由题意得:线圈转动的周期为 T==0.02s,线圈每经过中性一次,感应电流方向改变一次,一周电流方向改变2次,所以1s内流过R的电流方向次数为:N=次,故C正确;

D、滑片P上滑时,R减小,当R=r时,电源的输出功率最大,此时R=9Ω>1Ω,所以当滑片P上滑时,输出功率先增大,后减小,故D错误.

故选:BC

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题型:填空题
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填空题

如图是某正弦式交变电流的图象,则此正弦式交变电流的频率为______Hz,电流的有效值为______A.

正确答案

50

5

解析

解:由图可知,该交流电的电流最大值为5A,周期为0.02s,

所以有有效值:I==5A,

频率:f==50Hz.

故答案为:50;5

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题型: 多选题
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多选题

一只标有“220V,100W”的灯泡接在U=311sin314t(V)的交流电源上,则(  )

A该灯泡能正常发光

B与灯泡串联的电流表读数为0.64A

C与灯泡并联的电压表读数为311V

D通过灯泡的电流i=0.64sin314t(A)

正确答案

A,D

解析

解:A、由交流电u=311sin314t(V)可知电压的最大值为311V,则有效值U=,所以灯泡能够正常发光,故A正确;

B、电路中的电流I=,所以与灯泡串联的电流表读数为0.45A,故B错误;

C、与灯泡并联的电压表读数有效值,220V,故C错误;

D、电流的最大值,所以通过灯泡的电流i=0.64sin314t A,故D正确

故选:AD.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A组成闭合电路.线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,转动的角速度ω=100πrad/s.线圈的匝数N=100,边长ab=0.2m,ad=0.4m,电阻不计.磁感应强度大小B=T.电容器放电时间不计.下列说法正确的是(  )

A该线圈产生的交流电动势峰值为50 V

B该线圈产生的交流电动势有效值为50 V

C电容器的耐压值至少为50 V

D电容器的电容C变大时,电流表的示数变小

正确答案

B

解析

解:A、线圈产生的交流电动势峰值为:Em=NBSω=100××(0.2×0.4)×100π=50V,故A错误;

B、该交流电为正弦式交流电,根据E=,E=50V,故B正确;

C、电容器的耐压值为电压的最大值,至少为50V,故C错误;

D、电容器的电容C变大时,容抗变小,故电流表的示数变大,故D错误;

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

某矩形线圈,切割磁感线的边长40cm,宽20cm,共50匝,该线圈在磁感强度为0.5T的匀强磁场中以300r/min绕中心轴匀速转动,如图所示.问:

(1)线圈角速度、周期、频率各多少?长边切割磁感线的线速度多大?

(2)若0时线圈恰在中性面位置,写出感应电动势的瞬时表达式,求出当0.025s时感应电动势的瞬时值.

(3)感应电动势的有效值多少?从图示位置转动90°过程中的平均感应电动势值又是多少?

(4)若线圈的电阻为10Ω,为了使线圈匀速转动,每秒要提供的机械能是多少?

正确答案

解:(1)线圈的转速:n=300r/min=5r/s

线圈的角速度:ω=2π•n=10π rad/s

周期:s

频率:Hz

长边切割磁感线的线速度:m/s

  (2)线圈在图示位置产生的感应电动势为0,

其大小为Em=NBωS=NBωab•bc

代入数据解得:Em=20π V  

瞬时值表达式:e=Emsinωt=20πsin10πt

0.025s时感应电动势的瞬时值:V

(3)电动势的有效值:V

转动过程中平均感应电动势V

(4)线圈中产生的电流为:A

1s时间内产生的热量为:Q=I2Rt=J

所以每秒要提供的机械能是20π2J

答:(1)线圈角速度是10πrad/s、周期是0.02s、频率是5Hz;长边切割磁感线的线速度是π m/s;

(2)若0时线圈恰在中性面位置,感应电动势的瞬时表达式e=20πsin10πt V,当0.025s时感应电动势的瞬时值是V.

(3)感应电动势的有效值是10 V,从图示位置转动90°过程中的平均感应电动势值又是40V;

(4)若线圈的电阻为10Ω,为了使线圈匀速转动,每秒要提供的机械能是20π2J

解析

解:(1)线圈的转速:n=300r/min=5r/s

线圈的角速度:ω=2π•n=10π rad/s

周期:s

频率:Hz

长边切割磁感线的线速度:m/s

  (2)线圈在图示位置产生的感应电动势为0,

其大小为Em=NBωS=NBωab•bc

代入数据解得:Em=20π V  

瞬时值表达式:e=Emsinωt=20πsin10πt

0.025s时感应电动势的瞬时值:V

(3)电动势的有效值:V

转动过程中平均感应电动势V

(4)线圈中产生的电流为:A

1s时间内产生的热量为:Q=I2Rt=J

所以每秒要提供的机械能是20π2J

答:(1)线圈角速度是10πrad/s、周期是0.02s、频率是5Hz;长边切割磁感线的线速度是π m/s;

(2)若0时线圈恰在中性面位置,感应电动势的瞬时表达式e=20πsin10πt V,当0.025s时感应电动势的瞬时值是V.

(3)感应电动势的有效值是10 V,从图示位置转动90°过程中的平均感应电动势值又是40V;

(4)若线圈的电阻为10Ω,为了使线圈匀速转动,每秒要提供的机械能是20π2J

下一知识点 : 交变电流的产生
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