交流发电机
共184题

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交流发电机
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题型：填空题

填空题

频率为50Hz的交变电流，其电压u=120sinωt V，把它加在激发电压、熄灭电压均为84V的霓虹灯的两端，则在半个周期内霓虹灯点亮的时间为______．（=1.4）

正确答案

解析

解：频率为50Hz的交变电流，周期T=0.02s，

电压u=120sinωt V，最大值Um=120V，

画出一个周期内交流电的u-t图象如图r所示，其中阴影部分对应的时间0～t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1

当u=U0=60V时，由上式得t1=s

再由对称性求得半个周期内能发光的时间为：t=-2t1=s．

故答案为：s

题型：单选题

单选题

将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上．电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是（　　）

A电路中交变电流的频率为0.25Hz

B电阻消耗的电功率为2.5W

C通过电阻的电流为A

D用交流电压表测得电阻两端的电压是5V

正确答案

解析

解：由图可知：，故A错误；

该电源电动势的有效值为，电压表的示数为有效值，故D错误；

，，故B正确，C错误．

故选B．

题型：简答题

简答题

如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转数n=120转/分，若已知ab=20厘米，匝数N=20，磁感应强度B=0.2T，线圈电阻为R=0.5Ω，求：

（1）转动过程中的最大电动势及位置

（2）从图示位置转过90°过程中的平均电动势

（3）从图示位置转过90°过程中通过导线某截面的电量．

（4）从图示位置转过60°时线圈中的感应电动势．

正确答案

解：（1）当线圈平面与磁场平行时ab边和cd边垂直切割磁感线，产生的感应电动势最大，最大电动势为：

Em=NBSω=NB•2πn=20×0.2×0.22×2π×2V=0.64πV≈2V

（2）从图示位置转过90°过程中的线圈磁通量的变化量为：△Φ=B，所用时间为△t====s=s

平均电动势为：=N=N=20×V=1.28V

（3）从图示位置转过90°过程中感应电流的平均值为 =

通过导线某截面的电量为：q=△t=△t===C=0.32C

（4）从图示位置开始计时感应电动势的瞬时值表达式为 e=Emcosωt=NBSωcosωt

则得从图示位置转过60°时线圈中的感应电动势为 e=Emcosωt=Emcos60°=2×0.5V=1V

答：

（1）线圈平面与磁场平行时ab边和cd边垂直切割磁感线，产生的感应电动势最大，最大电动势为2V．

（2）从图示位置转过90°过程中的平均电动势为1.28V．

（3）从图示位置转过90°过程中通过导线某截面的电量是0.32C．

（4）从图示位置转过60°时线圈中的感应电动势是1V．

解析

解：（1）当线圈平面与磁场平行时ab边和cd边垂直切割磁感线，产生的感应电动势最大，最大电动势为：

Em=NBSω=NB•2πn=20×0.2×0.22×2π×2V=0.64πV≈2V

（2）从图示位置转过90°过程中的线圈磁通量的变化量为：△Φ=B，所用时间为△t====s=s

平均电动势为：=N=N=20×V=1.28V

（3）从图示位置转过90°过程中感应电流的平均值为 =

通过导线某截面的电量为：q=△t=△t===C=0.32C

（4）从图示位置开始计时感应电动势的瞬时值表达式为 e=Emcosωt=NBSωcosωt

则得从图示位置转过60°时线圈中的感应电动势为 e=Emcosωt=Emcos60°=2×0.5V=1V

答：

（1）线圈平面与磁场平行时ab边和cd边垂直切割磁感线，产生的感应电动势最大，最大电动势为2V．

（2）从图示位置转过90°过程中的平均电动势为1.28V．

（3）从图示位置转过90°过程中通过导线某截面的电量是0.32C．

（4）从图示位置转过60°时线圈中的感应电动势是1V．

题型：单选题

单选题

闭合矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦交流电，电动势表达式为 e=Emsinωt，电流表达式为i=Imsinωt．若把线圈匝数增加一倍，转速也增加一倍，其它条件不变．则交流电的电动势与电流表达式分别为（　　）

Ae=2Emsinωt，i=4Imsin2ωt

Be=4Emsin4ωt，i=4Imsin2ωt

Ce=4Emsin2ωt，i=2Imsin2ωt

De=4Emsin4ωt，i=2Imsin2ωt

正确答案

解析

解：交流发电机产生的交变电动势的表达式e=Emsinωt=NBS（2πn）sin（2πn）t；

电流的表达式i=Imsinωt=sin2πnt；

当匝数加倍后，电阻增加为2倍；

故当N和n都增加一倍时：

e′=4NBS（2πn）sin（4πn）t=4Emsin2ωt

i′=2Imsin2ωt

故选：C．

题型：单选题

单选题

一个粗细均匀的矩形线框，长、宽分别为2l和l，线框的电阻为r，在纸面内有垂直纸面向里的有界磁场，磁感应强度为B，线框左侧的四分之一位于磁场中，线框可绕位于磁场边界的轴OO′转动，现使线框以角速ω绕OO′匀速转动，则线框产生的电功率为（　　）

正确答案

解析

解：（1）从图示位置开始计时，在0-的时间内，线圈产生正弦交流电，表达式为：e=Bl2ωsinωt，

电流为：，

从0变为，在时间内，线圈的aMNb部分进入磁场，切割磁感线产生电流，相当于电源，电动势从最大值减小到零，再从零增加到最大值，电流仍是正弦式交流电，最大值为，

最大电流为：，

在-T时间内，切割磁感线产生电流，电流由最大到零，按正弦函数规律变化．

在一个周期内可分为两部分，有半个周期内的电流最大值为，另外半个周期内的最大值为，

根据有效值的定义知：=I2rT．

解得电流的有效值为：I=

产生的热功率为P=I2r=

故选：C

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