- 电磁学
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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( )
正确答案
解析
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知识点
海洋中蕴藏着巨大的能量,利用海洋的波浪可以发电,在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理示意图如图甲所示,浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中,该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连,浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分),如图乙所示,其内为产生磁场的磁体,与浮桶内侧面的缝隙忽略不计;匝数N=200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B=0.2T,线圈直径D=0.4m,电阻r=1Ω,取重力加速度g=10m/s2,π2≈10,若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v=0.4(πt)m/s,则下列说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
在水平向右的匀强磁场中,一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路。t1、t2时刻线圈分别转到图(a)、(b)所示的位置,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,面积为S、匝数为N、内阻不计的矩形线圈,在磁感应强度为B的匀强磁场中,从图示位置开始计时,绕水平轴oo′以角速度ω匀速转动.矩形线圈通过滑环连接理想变压器.理想变压器原线圈上的滑动触头P上下移动时,可改变副线圈的输出电压;副线圈接有可变电阻R.电表均为理想交流电表.下列判断正确的是
正确答案
解析
略
知识点
19.如图,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO/轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R,在线圈由平行磁场的位置转过90O的过程中,下列说法正确的是:
正确答案
解析
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知识点
10.如图所示,电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度匀速转动。t=0时,线圈平面与磁场垂直,各电表均为理想交流电表,则( )
正确答案
解析
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知识点
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()
正确答案
解析
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知识点
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( )
正确答案
解析
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知识点
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( )
正确答案
解析
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知识点
20.如图所示,匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中,线框面积S=0.5m2,线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=100rad/s匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈线接入一只“220V,60W”灯泡,且灯泡正常发光,熔断器允许通过的最大电流为10A,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
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知识点
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=
解析
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知识点
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( )
正确答案
解析
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知识点
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( )
正确答案
解析
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知识点
如图所示,理想变压器的原线圈接u=11000sin100πt(V)的交变电压,副线圈通过电阻r=6 Ω的导线对“220 V/880 W”的电器RL供电,该电器正常工作,由此可知( )
正确答案
解析
输入电压的有效值为11000 V,用电器的额定电压为220 V,所以变压器的输出电压大于220 V,原副线圈的匝数比小于,A错误;由输入电压的表达式知,
Hz,B错误;副线圈中的电流与用电器中的电流相同,
,C正确;变压器的输出功率为用电器的功率和导线电阻损耗的功率之和,大于880 W,所以变压器的输入功率大于880 W,D错误。
知识点
如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0,外接R=9.0
的电阻。闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势
,则
正确答案
解析
略
知识点
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