交流发电机_章节学习

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题型：简答题

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简答题

用均匀导线弯成正方形闭合线框abcd，线框每边长为8cm，每边的电阻值为0.01Ω，把线框放在磁感应强度为B=0.05T的匀强磁场中，并使它绕轴OO′以转速n=（）r/s匀速旋转，旋转方向如图，轴OO′与匀强磁场方向垂直且在线框平面内．已知线框的Ob=3Oa，O′c=3O′d．当线框平面转至与B平行的瞬间，每条边产生的感应电动势的大小各是多少？感应电流大小是多少？在图中标出感应电流的方向．

正确答案

解：设线圈的长度为L，每边阻值为R，

ω=2，

则cb段：=，

ad段：=，

电路中的感应电流I=，

根据楞次定律可知，电流方向为b→c→d→a→b，如图所示．

答：当线框平面转至与B平行的瞬间，cb边产生的感应电动势的大小为0.024V，ad边产生的感应电动势的大小为0.008V，感应电流大小是0.8A，感应电流的方向如图所示．

解析

解：设线圈的长度为L，每边阻值为R，

ω=2，

则cb段：=，

ad段：=，

电路中的感应电流I=，

根据楞次定律可知，电流方向为b→c→d→a→b，如图所示．

答：当线框平面转至与B平行的瞬间，cb边产生的感应电动势的大小为0.024V，ad边产生的感应电动势的大小为0.008V，感应电流大小是0.8A，感应电流的方向如图所示．

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题型：多选题

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多选题

某交流电源电压的瞬时值表达式为（V），下列说法中正确的是（　　）

A用交流电压表测该电源电压时，示数是6V

B用交流电压表测该电源电压时，示数是6V

C把标有“6V，3W”的小灯泡接在该电源上，小灯泡不会被烧毁

D用该电源给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔为0.01s

正确答案

A,C

解析

解：A、B、根据题意有：u=6sinl00πt；

可知该交流电的最大值为6V，故电压有效值为U==6V；

交流电压表测量的是有效值，故示数是6V；故A正确；B错误；

C、小灯泡的额定电压6V为有效值，恰好等于电源的电压，故小灯泡正常发光，故C正确．

D、由于角频率ω=100π，所以T===0.02s，频率为50Hz；

打点计时器的打点周期等于交流电的周期，故用此电源给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔为0.02s，故D错误；

故选AC．

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题型：简答题

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简答题

如图为小型交流发电机示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，为理想交流电流表，为理想交流电压表，矩形线圈匝数为n=100匝．边长分别为10cm和20cm，内阻不计，线圈两端的电刷E、F和理想二极管D以及20Ω的电阻R相接．线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以ω=50rad/s的角速度匀速转动，从图示位置开始计时，求：

（1）线圈中感应电动势瞬时值的表达式；

（2）电建S闭合时，电压表和电流表的示数．

正确答案

解：（1）感应电动势最大值为：

Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50V=50V

则感应电动势的瞬时值表达式为：e=50cos50t

（2）感应电动势有效值为：E=V．

电键S合上后，由闭合电路欧姆定律有：

I=== A，

答：（1）线圈中感应电动势瞬时值的表达式为e=50cos50t

（2）电建S闭合时，电压表和电流表的示数分别为V， A，

解析

解：（1）感应电动势最大值为：

Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50V=50V

则感应电动势的瞬时值表达式为：e=50cos50t

（2）感应电动势有效值为：E=V．

电键S合上后，由闭合电路欧姆定律有：

I=== A，

答：（1）线圈中感应电动势瞬时值的表达式为e=50cos50t

（2）电建S闭合时，电压表和电流表的示数分别为V， A，

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题型：简答题

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简答题

如图为余弦交流电的图象，根据图象回答下列问题：

（1）该交流电的周期多大？

（2）该交流电的频率多大？

（3）该交流电电压的有效值多大？

正确答案

解：

（1）由图可知，该交流电的周期为 T=0.08s

（2）该交流电的频率为 f==Hz=12.5Hz

（3）该交流电电压的最大值为 Um=110V，由于是正弦交变电压，则其有效值为 U==V=77.77V

答：

（1）该交流电的周期为0.08s．

（2）该交流电的频率是12.5Hz．

（3）该交流电电压的有效值是77.77V．

解析

解：

（1）由图可知，该交流电的周期为 T=0.08s

（2）该交流电的频率为 f==Hz=12.5Hz

（3）该交流电电压的最大值为 Um=110V，由于是正弦交变电压，则其有效值为 U==V=77.77V

答：

（1）该交流电的周期为0.08s．

（2）该交流电的频率是12.5Hz．

（3）该交流电电压的有效值是77.77V．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，一个矩形线圈，面积是S=0.05m2，匝数N=100，线圈电阻r=1Ω，外接电阻R=4Ω，线圈在磁感应强度B=T的匀强磁场中以n=300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动（OO′是矩形线圈的一个对称轴）．若从中性面（图示位置）开始计时，求

（1）线圈中感应电动势的瞬时值的表达式；

（2）外电路电阻R两端电压的有效值．

正确答案

解：（1）感应电动势的瞬时值e=Emsinωt，其中ω=2nπ，Em=NBSω；

由于n=300r/min=5r/s，N=100，B=T，S=0.05m2，

得：e=50sin10πtV．

（2）电动势的有效值为：E=V，R两端的电压为：U=，

由于R=4Ω，r=1Ω，

得：U=20V．

答：（1）线圈中感应电动势的瞬时值的表达式为e=50sin10πtV；

（2）外电路电阻R两端电压的有效值为20V．

解析

解：（1）感应电动势的瞬时值e=Emsinωt，其中ω=2nπ，Em=NBSω；

由于n=300r/min=5r/s，N=100，B=T，S=0.05m2，

得：e=50sin10πtV．

（2）电动势的有效值为：E=V，R两端的电压为：U=，

由于R=4Ω，r=1Ω，

得：U=20V．

答：（1）线圈中感应电动势的瞬时值的表达式为e=50sin10πtV；

（2）外电路电阻R两端电压的有效值为20V．

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