- 交变电流的图像
- 共216题
如图所示,线圈abcd的面积是0.05m2,共100匝;线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感强度为B=T,当线圈以300r/min的转速匀速转动时,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)线圈转过s时电动势的瞬时值多大?
(2)线圈从中性面转过180°过程中,磁通量变化量是多少?流过电阻R上得电量是多少?
(4)电路中电压表和电流表的示数各是多大?
正确答案
解(1)交流电的频率:f=300÷60Hz=5Hz
角速度为ω=2πf=2π×5=10π
最大值:Em=NBSω=100××0.05×10π=50
瞬时表达式:e=Emsinωt=50sin10πt(V)
(2)当t=s 时,瞬时值:e=50sin10π×
=50×
=43.30(V);
(3)△ϕ=|ϕ2-ϕ1|=2BS=2××0.05=
=3.18×10-2(Wb);
这段时间内的平均值:=N
…
通过的电量:q=t=
t=N
=100×
×
=
(C)≈0.32C
(4)Im==
=5(A)
I==
(A)=3.54A
U外=I×R=3.54×9=31.82(V)
一个匝数为200的矩形线圈abcd位于匀强磁场中,磁感强度大小为0.8T、初始位置如图所示(线圈平面和磁场方向平行),线圈以ab为轴匀速转动,角速度为5rad/s,已知ab=15cm,ad=10cm,线圈的总电阻是100Ω.求:
(1)线圈转动过程中的感应电动势的最大值;
(2)从图示位置开始计时,线圈转动过程中的感应电流的瞬时表达式;
(3)线圈从初始位置开始,转过90°角的过程中,通过导线截面的电量.
正确答案
(1)感应电动势的最大值为Em=NBSω=12V.
(2)从图示位置开始计时,线圈转动过程中的感应电动势的瞬时表达式形式为e=Emcosωt,
由欧姆定律得到感应电流的瞬时表达式为i==
=0.12cos5tA
(3)线圈从初始位置开始,转过90°角的过程中,
感应电动势平均值为 =N
,
感应电流平均值为 =
通过导线截面的电量q=•△t
联立得到 q=N=
=2.4×10-2C
答:(1)线圈转动过程中的感应电动势的最大值为12V;
(2)从图示位置开始计时,线圈转动过程中的感应电流的瞬时表达式为0.12cos5tA;
(3)线圈从初始位置开始,转过90°角的过程中,通过导线截面的电量是2.4×10-2C.
一矩形线圈,在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动,形成如图所示的交变电动势图象,试根据图象求出:
(1)线圈转动的角速度;
(2)电动势的有效值;
(3)t = 1.0×10-2s时,线圈平面和磁场方向的夹角。
正确答案
解:(1)由图象得,交变电动势的周期T=6×10s
而周期
代入数值解得105rad/s
(2)由图象得,交变电动势的最大值为Em=20V
电动势的有效值
代入数值解得14.1 V
(3)交变电动势的瞬时值表达式
线圈平面和磁场方向的夹角
将t = 1.0×10-2s代入,解得
(8分)有一台内阻为1Ω的发电机,供给一学校照明用电,如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1:4,降压变压器原、副线圈匝数比为4:1,输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班,每班有“220V,40W”灯6盏,若保证全部电灯正常发光,则
(1)发电机的输出功率多大?
(2)发电机的电动势多大?
(3)输电效率为多少?
正确答案
(1)5 424 W(2)250 V(3)
(1)由题意知U4="220" V
则
由降压变压器变压关系:得
由降压变压器变流关系:得
又因为U2=U3+I2R="880" V+6×4 V="904" V
由升压变压器变压关系:得U1="226" V
由升压变压器变流关系:得I1="24" A
所以:(1)发电机的电动势:E=U1+I1r="250" V.
(2)发电机的输出功率P出=EI1-I12r="5" 424 W.
(3)输电的效率
本题考查交点电压的远距离传输,为了保障用电器正常工作,降压变压器的输出电压为220V,根据匝数比可求得输入电压,根据输入功率等于输出功率可求得输入电流大小,同理可得升压变压器的输入电压和输入电流
图是一个按正弦规律变化的交流电的图象。根据图象可知该交流电的电流最大值是__________A,频率是___________Hz。
正确答案
10A , 5HZ
试题分析:由图可知电流最大值为10A,周期为0.2s,频率f=1/T=5Hz
点评:难度较小,从图像中可以直接读出振幅、周期,要知道周期和频率的关系
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