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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

18.如图所示为小型旋转电枢式交流发电机,电阻r=1 的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与电路连接,滑动变阻器R的最大阻值为6,滑动片P位于滑动变阻器距下端处,定值电阻R1=2,其他电阻不计,线圈匀速转动的周期T=0.02s。闭合开关S,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转动过程中理想电压表示数是5V。下列说法正确的是(    )

A电阻R1消耗的功率为W

B0.02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零

C线圈产生的电动势e随时间t变化的规律是

D线圈从开始计时到s的过程中,通过R1的电荷量为

正确答案

D

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知识点

交变电流正弦式电流的图象和三角函数表达式
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

11.如图为一个小型交流发电机的原理图,其矩形线圈的面积为S,共有n匝,线圈总电阻为r,可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO转动;线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度ω绕轴OO′匀速转动。(不计转动轴及滑环与电刷的摩擦)

(1)推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式Em=nBSω;

(2)求线圈匀速转动过程中电流表的示数;

(3)求线圈速度转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热。

正确答案

解:(1)设线圈ab边的边长l1,bc边的边长l2。当线圈平面与磁场方向平行时,线圈中的感应电动势最大。

设此时ab边的线速度为v,则单匝线圈时ab边产生的感应电动势为E1=Bl1v

cd边产生的感应电动势为E2=Bl1v

n匝线圈产生的总感应电动势为Em=n(E1+E2)= 2nBl1v

由于

有Em=

(2)线圈中的感应电动势有效值为:

电路中电流的有效值 I==

即电流表的示数为

(3)线圈转动的周期 T=,线圈转动N周的时间 t=NT=N×

依据焦耳定律,发电机线圈产生的焦耳热 Q=I2rt

解得 Q=

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知识点

交变电流正弦式电流的图象和三角函数表达式
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

18.匝数为10的矩形线框处在磁感应强度B=T的匀强磁场中,绕垂直磁场鞫轴以恒定角速度在匀强磁场中转动一线框电姐不计,面积为0.4m2,线框通过滑环与一理想自耦变压器楣连,自耦变压器左侧并联一只理想电压表Vl;右侧串联灯泡£和滑动变阻器R,R上并联一只理想电压表V2,下列说法中正确的是(   )

AV1示数为4V,若F不动,滑片P向下滑动时,V1示数变大,V2示数变小

BV1示数为40V,若F不动,滑片P向下滑动时,V1示数不变,灯泡消耗的功率变小

C若P不动,滑片F向下移动时,V1、V2的示数均变小

D若P不动,滑片F向下移动时,灯泡消耗的功率变大

正确答案

B

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知识点

交变电流
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

16.在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象分别如图中曲线a、b所示,则(     )

A两次t=0时刻线圈平面与中性面垂直

B曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3

C曲线a表示的交变电动势频率为25Hz

D曲线b表示的交变电动势有效值为10V

正确答案

C

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知识点

交变电流正弦式电流的峰值和有效值、平均值
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

19.如图所示,一个小型旋转电枢式交流发电机,其矩形线圈的线框面积为S,共有n匝,总电阻为r,与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻、理想交流电流表A和二极管D。线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速运动,沿转轴OO′方向看去,线圈转动沿逆时针方向,t=0时刻线圈平面与磁感线垂直。下列说法正确的是()

A一个周期内通过R的电荷量

BR两端电压的有效值

C交流电流表的示数为0

D若用一根导线连接M、N两点,发电机的发电功率不变

正确答案

A

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知识点

交变电流正弦式电流的峰值和有效值、平均值
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

21.如下图正方形线框abcd长为L,每边电阻均为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度转动,c、d两点与外电路相连、外电路电阻也为r。则下列说法中正确的是(  )

AS断开时,电压表读数为

BS断开时,电压表读数为

CS闭合时,电流表读数为

DS闭合时,线框从图示位置转过过程中流过电流表的电量为

正确答案

B,D

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知识点

交变电流正弦式电流的峰值和有效值、平均值
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

15.一矩形线框在匀强磁场内绕垂直于磁场的轴匀速转动过程中,线框输出的交流电压随时间变化的图象如图所示,下列说法中正确的是(     )

At=0时刻线圈平面与磁场平行

B交流电压的频率为4Hz

C1s末线框平面平行于磁场,通过线框的磁通量变化最快

D2s末线框平面垂直于磁场,通过线框的磁通量最小

正确答案

C

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知识点

交变电流正弦式电流的图象和三角函数表达式
下一知识点 : 描述交变电流的物理量
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