高中物理正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率试题

如图所示，有一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，外电阻为R，接触电阻不计。线圈绕垂直于磁感线的轴OO'以角速度w匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B。则

A．当线圈平面与磁感线平行时，线圈中电流为零
B．电流有效值
C．电动势的最大值为
D．外力做功的平均功率

矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流，其电动势瞬时值的表达式为e=311sinl00πt(v)，则下列说法正确的是（  ）

A．该交变电流的周期是0.0ls

B．当t=0时，线圈平面恰好位于中性面

C．当t=0.0ls时，e有最大值

D．将一交流电压表并联在线圈两端，其读数为311V

如图甲所示的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n₁与副线圈的匝数年n₂之比为10 ：1。变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式电流，两个阻值均为R＝11Ω的定值电阻串联接在副线圈两端。两个交流电压表均为理想电表。则下列说法不正确的是（   ）

A．通过两个定值电阻R的交变电流的频率为50Hz

B．当t＝1×10^－2时，电压表V1示数为零

C．当t＝1．5×10^－2s时，电压表V2示数为11V

D．原线圈的输入功率为22W

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1所示。产生的交变电动势的图像如图2所示，则(    )

A．=0.005s时线框的磁通量变化率为零

B．=0.01s时线框平面与中性面重合

C．线框产生的交变电动势有效值为311V

D．线框产生的交变电动势频率为100HZ

如图甲所示为一发电机原理图，产生的交变电流接理想变压器的原线圈、原副线圈匝数之比为22∶1，副线圈输出的电动势e随时间t变化的规律如图乙所示，发电机线圈电阻忽略不计，则 (　　)．

A．在t＝0.01 s时刻，穿过发电机线圈的磁通量最大

B．变压器原线圈中瞬时电动势的表达式为e′＝132sin 50πt V

C．若仅使发电机线圈的转速增大一倍，则变压器副线圈输出电压的频率增大一倍，而电压最大值不变

D．若仅使发电机线圈的转速增大一倍，则变压器副线圈输出电压的频率和最大值都增大一倍

一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为e＝220sin100πt V，对于这个交变电流的说法正确的是( 　　)

A．此交变电流的频率为100 Hz，周期为0.01 s

B．此交变电流电动势的有效值为220 V

C．耐压为220 V的电容器能够在该交变电路中使用

D．t＝0时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零

如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n₁：n₂=3：1，L₁、L₂为两相同灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中C=10。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时，下列说法中正确的是(   )

A．灯泡L1一定比L2暗

B．副线圈两端的电压有效值为V

C．电容器C放电周期为s

D．电容器C所带电荷量为C

如图所示电路中，电源电压u=311sin100t（V），A、B间接有“220V 440W”的电暖宝、“220V 220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是(  )

A．交流电压表的示数为311V
B．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3A
C．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍
D．1min抽油烟机消耗的电能为1.32×10⁴J

图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是

A．图甲表示交流电，图乙表示直流电

B．电压的有效值都是311V

C．电压的有效值图甲大于图乙

D．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝220sin100πt（V）

某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．交变电流的频率为0.02Hz
B．交变电流的瞬时表达式为i=5cos50πt（A）
C．在t=0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大
D．若发电机线圈电阻为0.4Ω，则其产生的热功率为5W

图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比W_甲：W_乙为

A．1：

B．1：2

C．1：3

D．1：6

如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n₁∶n₂=22∶5，电阻R₁=R₂=25Ω，D为理想二极管，原线圈接u=220sin100πt(V)的交流电。则

A．交流电的频率为100Hz

B．通过R1的电流为2A

C．通过R2的电流为A

D．变压器的输入功率为200W

如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律，其e-t图象如图乙所示。发电机线圈内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻为9 Ω，则（  ）

A．电压表的示数为6V

B．发电机的输出功率为4W

C．在l.0×10^-2s时刻，穿过线圈的磁通量最大

D．在0.5×10^-2s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大

如图所示，一理想变压器原线圈的匝数匝，副线圈的匝数匝，交流电源的电压V，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是

A．交流电的频率为100Hz

B．电压表的示数为44V

C．电流表A，的示数大于电流表A2的示数

D．变压器的输入功率大于输出功率

图18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E_m=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。