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题型: 单选题
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单选题

在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,如图甲所示.产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示.则下列说法正确的是(  )

At=0.01s时穿过线框的磁通量最小

B该交变电动势的有效值为11V

C该交变电动势的瞬时值表达式为e=22cos(100πt)V

D电动势瞬时值为22V时,线圈平面与中性面的夹角为45°

正确答案

D

解析

解:A、由图象知:t=0.01s时,感应电动势为零,则穿过线框的磁通量最大,A错误;

B、该交变电动势的有效值为E===22V,B错误;

C、当t=0时,电动势为零,线圈平面与磁场方向垂直,故该交变电动势的瞬时值表达式为e=22sin(100πt)V,故C错误;

D、电动势瞬时值为22V时,代入瞬时表达式,则有线圈平面与中性面的夹角为45°,D正确;

故选:D.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,n匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,以恒定的角速度ω绕ab边转动,磁场方向垂直于纸面向里,线圈所围面积为S,线圈导线的总电阻为R.t=0时刻线圈平面与纸面重合,则下列说法正确的是(  )

At=0时刻线圈中磁通量最大

Bt=0时刻线圈中电流最大

C从t=0时刻起线圈每转过一圈电流方向改变2次

D从t=0时刻起至线圈转过90°的过程中,通过线圈的电量为

正确答案

A,C

解析

解:

A、穿过线圈的磁通量此时最大,即为BS,故A正确;

BC、在图示位置时,线圈中感应电动势最小,则感应电流也最小,电流方向变化,每转一周方向变化2次,故B错误,C正确;

D、线圈中电流与时间的乘积即为通过导线截面的电量,因此根据法拉第电磁感应定律,可得:电量q===,故D错误;

故选:AC

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题型:简答题
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简答题

如图所示,正方形闭合线框ABCD,边长为a,匝数为N,在匀强磁场中绕AB边匀角速转动,磁场的磁感应强度为B,初始时刻线框所在面与磁感线垂直,经过时间t,线框转过120°角,求

(1)线框内感应电动势在t内的平均值

(2)转过120°角时,感应电动势的瞬时值.

正确答案

解:(1)设初始位置穿过线框平面的磁通量为正值,则转过1200度角时穿过线框平面的磁通量为负值,根据法拉第电磁感应定律

电动势的平均值为  E1=N=

(2)整个过程中只有CD边切割磁感线,经过时间t,线框转过1200角,说明周期T=3t,

电动势瞬时值   E2=NBsin120°

解得E2=

答:(1)线框内感应电动势在t内的平均值

(2)转过1200角时,感应电动势的瞬时值

解析

解:(1)设初始位置穿过线框平面的磁通量为正值,则转过1200度角时穿过线框平面的磁通量为负值,根据法拉第电磁感应定律

电动势的平均值为  E1=N=

(2)整个过程中只有CD边切割磁感线,经过时间t,线框转过1200角,说明周期T=3t,

电动势瞬时值   E2=NBsin120°

解得E2=

答:(1)线框内感应电动势在t内的平均值

(2)转过1200角时,感应电动势的瞬时值

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题型: 单选题
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单选题

某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断(  )

A在A和C时刻,线圈处于中性面位置

B在B和D时刻,穿过线圈的磁通量为零

C从A→D时间内,线圈转过的角度为π

D从O→D时间内,历时0.02 s,在1 s内交变电流的方向改变50次

正确答案

C

解析

解:A、由图象可知,A、C时刻感应电流最大,感应电动势也最大,此时线圈与中性面垂直,故A错误;

B、由图象可知,在B、D时刻,感应电流为零,感应电动势也为零,此时线圈位于中性面上,穿过线圈的磁通量最大,故B错误;

C、由图象可知,到从A到D,线圈转过的角度为,故C正确;

D、由图象可知,从O~D是一个周期,如果经历时间为0.02s,则1s是50个周期,电流方向改变100次,故D错误;

故选:C.

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题型: 多选题
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多选题

一交流电流的图象如图所示,由图可知(  )

A用电流表测该电流其示数为10A

B该交流电流的频率为0.01Hz

C该交流电流有效值是10A

D该交流电流通过10Ω电阻时,电阻消耗的电功率为1000 W

正确答案

C,D

解析

解:A、电流表显示的是有效值,示数为10A,故A错误C正确;

B、由图象知周期为0.01s,频率为周期的倒数100Hz,B错误;

D、电阻消耗的功率P=I2R=(10)2×10=1000W,故D正确;

故选CD

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,一个面积为S,阻值为r的矩形线圈共n匝,绕垂直匀强磁场的轴以角速度ω匀速转动,磁感应强度为B,线圈两端分别始终与两固定圆环K、L接触良好且摩擦很小,两圆环连接在电阻上,理想交流电压表和电容器(容抗忽略不计)都与电阻并联,现把K圆环接地,以下说法正确的是(  )

A线圈转动一周过程中,电容器两极板所带电量保持不变

B若电容器中有一带电的油滴,则油滴会始终处于平衡状态

C虽然K环接地,但线圈转动过程中仍有时K环电势高于L环电势,故流经电阻R的电流方向是变化的

D线圈匀速转动过程中,交流电压表的示数为

正确答案

C,D

解析

解:A、线圈转动过程中产生正弦式交变电流,故加在电阻两端的电压也为正弦式交变电流,故电容器两端的电压时刻在变,由Q=CU可知,电荷量在变,故A错误;

B、电容器两极板的电性周期性的变化,故油滴不可能一直处于平衡状态,故B错误;

C、产生的是交变电流,故线圈转动过程中仍有时K环电势高于L环电势,故流经电阻R的电流方向就是变化的,故C正确;

D、电动势的最大值为:Em=nBSω,故有效值为:E=;则电压表的示数为:=.故D正确.

故选:CD

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题型: 单选题
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单选题

如图是某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系图象,则交流电动势的有效值和周期分别为(  ) 

A100V,4s

B50V,4s

C50V,0.04s

D100V,0.04s

正确答案

C

解析

解:由图可知,交流电的最大电压Em=100V,周期T=0.04s,

交流电的最大电压Em=100V,该交流电的电动势的有效值是U==50V,故C正确;

故选:C.

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题型: 多选题
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多选题

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一个周期内通过电阻横截面的电量是0

C电阻消耗的电功率为2.5W

D用交流电压表测得电阻两端的电压是5V

正确答案

B,C

解析

解:A、由图交变电流的周期T=4×10-2S,则频率f==25Hz.故A错误.

B、一个周期内通过电阻横截面的电量是,由于磁通量的变化量为0,所以电量是0,所以B正确;

D、由图读出电动势的最大值为5V,则有效值为E=0.707Em,通过电阻的电流有效值I==A,电阻两端电压U=IR=V.故D错误.

C、电阻消耗的电功率P==2.5W,故C正确.

故选:BC

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题型:填空题
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填空题

(理)如图所示为一正弦交流电的电压随时间变化的图象,则由图可知,此交流电的频率为______Hz,电压的最大值为______V,电压的有效值为______V.

正确答案

1.25

40

28.3

解析

解:由图可知,T=0.8s,故f===1.25Hz,

由图象可知交流电的最大值为Um=40V,因此其有效值为:U=V=28.3V;

故答案为:1.25;40;28.3.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,有一矩形线圈,面积为S,匝数为N,整个线圈的电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电阻为R,当线圈由图示位置转过90°的过程中

(1)电阻R所产生的焦耳热为______

(2)通过电阻R的电荷量为q=______

正确答案

解析

解:(1)由题意可知,交流电的最大值Em=NBSω;

则有效值为;E=

R两端的电压U==

产生的焦耳热为Q==

(2)转过90°时磁通量的变化量为:△Φ=BS;

则由法拉第电磁感应定律可知:

则电量q==

故答案为:(1) (2)

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题型:填空题
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填空题

如图,为一正弦式交流电的U-t图象,由图可知:该交变电流的周期为______s,电压的最大值为______V,电压的有效值为______V.

正确答案

0.02

100

50

解析

解:由图象可知,周期为T=0.02s,

电压的最大值为100V,电压的有效值为V.

故答案为:0.02s;100;50

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为0.02s,转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈总电阻为2Ω,匝数为100匝.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,t=s时线圈中感应电流为1A.那么(  )

A线圈中感应电流的有效值为2A

B线圈运动一周产生的焦耳热为0.16J

Ct=s时穿过线圈磁通量的变化率为0.02Wb/s

D线圈中的感应电动势瞬时值表达式e=4sin100πt(V)

正确答案

C

解析

解:A、从垂直中性面开始其瞬时表达式为:i=Imcosθ,则电流的最大值为:Im=,电流有效值为:I=,线圈消耗的电功为:P=I2rT=2×2×0.02=0.08J,故AB错误.

C、感应电动势最大值为:Em=Imr=2×2V=4V,任意时刻线圈中的感应电动势为:e=4cost=4cos100πt(V),

当t=s时,e=2V,而

解得:Wb/s,故C正确,D错误.

故选:C

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,匝数为100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度B=T的水平匀强磁场中,线圈面积S=0.5m2,内阻不计.线圈绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=10π rad/s匀速转动.线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连,变压器的副线圈接人一只“12V,12W”的灯泡,灯泡正常发光,下列说法中正确的是(  )

A通过灯泡的交变电流的频率是50 Hz

B变压器原、副线圈匝数之比为10:1

C矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 V

D若将该灯泡更换为“12 V,24 W”的灯泡且保证其正常发光,需要增大矩形线圈的转速

正确答案

B

解析

解:A、交流电的频率为=5Hz,A错误;

B、矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动,产生的交流电压的最大值为Em=nBsω=100××0.5×10π=120V,所以交流电的有效值为120V,所以变压器原、副线圈匝数之比为120:12=10:1,B正确C错误.

D、由于灯泡的额定电压不变,所以不需要改变交流电的转速,所以D错误.

故选B.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,边长为L的正方形单匝线圈abcd,电阻r,外电路的电阻为R,a、b的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B,若线圈从图示位置开始,以角速度ω绕轴OO′匀速转动,求:

(1)闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式;

(2)线圈从图示位置转过180°的过程中,流过电阻R的电荷量为;

(3)线圈转动一周的过程中,电阻R上产生的热量为.

正确答案

解:(1)只有一半磁场,则感应电动势的最大值为

又因线圈从中性面开始计时,则有:瞬时值表达式为e=BL2ωsinωt;

(2)根据电量表达式q=It==

(3)根据焦耳定律,则有一个周期内电阻R产生热量,Q=I2RT==

答:(1)闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=BL2ωsinωt;      

(2)线圈从图示位置转过180°的过程中,流过电阻R的电荷量为q=

(3)线圈转动一周的过程中,电阻R上产生的热量为Q=

解析

解:(1)只有一半磁场,则感应电动势的最大值为

又因线圈从中性面开始计时,则有:瞬时值表达式为e=BL2ωsinωt;

(2)根据电量表达式q=It==

(3)根据焦耳定律,则有一个周期内电阻R产生热量,Q=I2RT==

答:(1)闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=BL2ωsinωt;      

(2)线圈从图示位置转过180°的过程中,流过电阻R的电荷量为q=

(3)线圈转动一周的过程中,电阻R上产生的热量为Q=

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题型:填空题
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填空题

(2016•徐州模拟)我国照明电路使用的正弦交变电流,其电压的有效值为220V,则电压的峰值为______V.

正确答案

解析

解:我国日常生活中照明用的交流电,电压的有效值是220V,最大值与有效值关系是倍,故峰值为220V

故答案为:220

下一知识点 : 电磁波及其应用
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