- 电磁感应
- 共8761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( )
正确答案
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.
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,
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.
在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图可知,交流电的最大值为311V,故有效值E==220V;故A正确;
B、交流电的周期为0.02s;故频率f==50Hz;故B错误;
C、t=0.005s时线框的磁通量变化率最大,感应电动势最大;故C错误;
D、t=0.01s时感应电流为零;故线框平面与中性面平行;故D错误;
故选:A.
如图示的正弦交流电流,其电流瞬时值的表达式为______,1s内电流的方向改变______次.使图中的交流电通过10Ω的电阻R,则R的发热功率为______,用交流电流表测量该电流,此电流表的读数为______.
正确答案
i=4sin(100πt)(A)
100
80W
2.83A
解析
解:由图象可知,交流电的最大值为4A,电流的周期为0.02,
交流电的加速度为:ω==
=100π,
所以交流电的电流瞬时值的表达式为:i=4sin(100πt)(A),
交流电的频率为:f==50Hz,1s内电流的方向改变100次;
交流电的电流有效值为:=2
A,即电表读数为2.83A,
电阻消耗的功率为:P=I2R=()2×10=80W
故答案:i=4sin(100πt)(A);100;80W;2.83A
一个按正弦规律变化的交变电流的 i-t 图象如图所示.根据图象可以判定( )
正确答案
解析
解:A、题中图象描述的是电流随时间的变化关系,周期为0.02s,故频率为50Hz,故A错误;
B、由图可知,该交流电的峰值是20A,有效值为10=14.1A,故B错误;
C、角速度ω==100πrad/s,交变电流瞬时值表达式i=20sin100πt(A),故C错误;
D、t=时刻,i=20sin100π×
=10
(A),等于电流的有效值,故D正确;
故选:D.
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.
某交变电压为u=6sin314t V,则 ( )
正确答案
解析
解:A、该交流电的角速度ω=314=100π;则周期T==
=0.02s;故A错误;
B、交流电的电压有效值U==3
V,小于灯泡的额定电压,故小灯泡不能正常发光也不会烧坏;故BC错误;
D、电容器的耐压值为电压的最大值,故耐压6 V的电容器可以直接用在此电源上;故D正确;
故选:D.
一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100匝,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图所示,发电机内阻r=5.0Ω,外电路电阻R=95.0Ω.求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数.
正确答案
解:从Φ-t图象可以看出
Φm=1.0×10-2 Wb,T=3.14×10-2 s,已知Em=nωΦm,又ω=,
故电路中电流最大值Im==
= A=2 A.
交流电流表读数I=≈1.4 A.
解析
解:从Φ-t图象可以看出
Φm=1.0×10-2 Wb,T=3.14×10-2 s,已知Em=nωΦm,又ω=,
故电路中电流最大值Im==
= A=2 A.
交流电流表读数I=≈1.4 A.
如上所示,abcd为交流发电机的矩形线圈,其面积为S,匝数为n,线圈电阻为r,外电阻为R.线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动,角速度为ω.若图中的电压表、电流表均为理想交流电表,求:
(1)此交流发电机产生感应电动势的最大值EM;
(2)若从图示位置开始计时,写出感应电流随时间变化的函数表达式;
(3)交流电压表和交流电流表的示数;
(4)此交流发电机的输出功率ρ出;
(5)从图示位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R的电量是多少?
正确答案
解:(1)感应电动势的最大值Em=nBSω,
(2)根据闭合电路欧姆定律得:电流的最大值Im=
感应电流的瞬时表达式为:i=Imcosωt=cosωt
(3)有效值E=Em,
交流电压表的读数U=
交流电流表的示数I=
(4)电流的有效值为:I=Im,
所以发电机输出功率P=I2R=n2B2S2ω2
(5)从图示位置开始,线圈转过60°的过程中,磁通量变化为:△Φ=Φ2-Φ1=BScos60°-0=;
根据法拉第电磁感应定律,有:;
根据欧姆定律,有:
根据电流强度定义:
联立解得:q=.
答:(1)此交流发电机产生感应电动势的最大值是nBSω;
(2)若从图示位置开始计时,感应电流随时间变化的函数表达式是i=Imcosωt=cosωt;
(3)交流电压表和交流电流表的示数分别是U=,I=
;
(4)此交流发电机的输出功率为n2B2S2ω2;
(5)从图示位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R的电量为.
解析
解:(1)感应电动势的最大值Em=nBSω,
(2)根据闭合电路欧姆定律得:电流的最大值Im=
感应电流的瞬时表达式为:i=Imcosωt=cosωt
(3)有效值E=Em,
交流电压表的读数U=
交流电流表的示数I=
(4)电流的有效值为:I=Im,
所以发电机输出功率P=I2R=n2B2S2ω2
(5)从图示位置开始,线圈转过60°的过程中,磁通量变化为:△Φ=Φ2-Φ1=BScos60°-0=;
根据法拉第电磁感应定律,有:;
根据欧姆定律,有:
根据电流强度定义:
联立解得:q=.
答:(1)此交流发电机产生感应电动势的最大值是nBSω;
(2)若从图示位置开始计时,感应电流随时间变化的函数表达式是i=Imcosωt=cosωt;
(3)交流电压表和交流电流表的示数分别是U=,I=
;
(4)此交流发电机的输出功率为n2B2S2ω2;
(5)从图示位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R的电量为.
电阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示.现把交流电加在电阻为10Ω的电热丝上,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、从图中可知:T=0.02s,ω==
=314rad/s,故A错误;
B、其他条件不变,如果线圈转速提高一倍,角速度ω变为原来的两倍.则由动势最大值为Em=NBSω得知,交流电动势的最大值变为原来的两倍,电压的有效值为原来的倍,根据欧姆定律可知电流发生改变.故B错误.
C、该交流电压的最大值为200V,所以有效值为100V.故C错误.
D、根据得:P=
=2000W.故D正确.
故选D
发电机转子是边长为L=0.2m的正方形,线圈匝数为N=100匝,内阻r=8Ω,初始位置如图所示,以ad、bc中点连线为轴用n=600r/min的转速在B=
T的匀强磁场中转动,灯泡电阻为R=24Ω,则:
(1)从图示位置开始计时,写出感应电动势的瞬时值方程.
(2)灯泡的实际消耗功率为多大?
(3)从图示位置开始经过t=0.15s灯泡中产生的热量为多少?通过灯泡的电量为多少?
正确答案
解:(1)线圈运动的角速度ω=20πrad/s,
电动势最大值为Em=nBsω=80V
瞬时值方程e=80sin20πt(V)
(2)电动势有效值,
电流为
电阻消耗的功率P=I2R=75W
(3)消耗的热量Q=Pt=11.25J,
电荷量=
答:(1)从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时值方程e=80sin20πt(V).
(2)灯泡的实际消耗功率为75W
(3)从图示位置开始经过t=0.15s灯泡中产生的热量为11.25J通过灯泡的电量为
解析
解:(1)线圈运动的角速度ω=20πrad/s,
电动势最大值为Em=nBsω=80V
瞬时值方程e=80sin20πt(V)
(2)电动势有效值,
电流为
电阻消耗的功率P=I2R=75W
(3)消耗的热量Q=Pt=11.25J,
电荷量=
答:(1)从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时值方程e=80sin20πt(V).
(2)灯泡的实际消耗功率为75W
(3)从图示位置开始经过t=0.15s灯泡中产生的热量为11.25J通过灯泡的电量为
如图是一正弦式交变电流的u-t图象,由此图象可知这个交流电压的频率和有效值分别是( )
正确答案
解析
解:根据图象可知该交流电的电压最大值是Um=10V,有效值为U==5
V,
周期T=0.02s,则频率为f==50Hz,
故选:A.
如图所示是一交变电流的i-t图象,则该交流电电流的有效值为( )
正确答案
解析
解:设交流电电流的有效值为I,周期为T,电阻为R.
则I2RT=(
×4)2
+42•R
•T
解得 I=A
故选B
矩形线圈绕直于匀强磁场的轴匀速转动,线圈的边长分别为20cm、10cm,磁感应强度为0.14T,线圈的转速为500r/s,求电动势的最大值和有效值.
正确答案
解:电动势的最大值为:Em=NBSω=0.14×0.2×0.1×2πn=2.8π;
有效值为:E==
=2π;
答:电动势的最大值为2.8π;有效值为2π.
解析
解:电动势的最大值为:Em=NBSω=0.14×0.2×0.1×2πn=2.8π;
有效值为:E==
=2π;
答:电动势的最大值为2.8π;有效值为2π.
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