高中物理正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率试题

如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,电阻r="1.0" Ω,所围成矩形的面积S="0.040" m²,小灯泡的电阻R="9.0" Ω,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nB_mStV,其中B_m为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期.忽略灯丝电阻随温度的变化,求:

(1)线圈中产生感应电动势的最大值;
(2)小灯泡消耗的电功率;
(3)在磁感应强度变化的0~的时间内,通过小灯泡的电荷量.

如图所示, N=50匝的矩形线圈abcd,边长ab="20" cm,ad="25" cm,放在磁感强度B="0.4" T的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n="3000" r/min的转速匀速转动,线圈电阻r="1" Ω,外电路电阻R="9" Ω,t=0,线圈平面与磁感线平行,ab边正好转出纸外､cd边转入纸里.

(1)在图中标出t=0时感应电流的方向;
(2)写出线圈感应电动势的瞬时表达式;
(3)线圈转一圈外力做功多大?

一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈中感应电动势e与时间t的关系图象如图所示,感应电动势的最大值和周期可在图中读出,则磁感应强度B=____.在t=时刻,线圈平面与磁感强度的夹角________.

如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P₁和P₂以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时(    )

A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流

B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势

C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d

D．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力

如图甲所示,A､B为相同的环形线圈,它们共轴且相距很近,A线圈中通有图乙所示的交变电流,则(    )

A．在t1时刻,A､B的相互作用力为零

B．在t1到t2时间内,A､B相互吸引

C．在t2到t3时间内,A､B相互排斥

D．在t2时刻,A､B的相互作用力最大

家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的,由截去部分的多少来调节电压,从而实现灯光的可调,比过去用变压器调压方便且体积较小,某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示,若用多用电表测灯泡两端的电压,多用电表示数为(    )

A．Um	B．Um
C．Um	D．Um

正弦交流电源与电阻R₁､R₂､交流电压表按图甲所示的方式连接,R₁=20Ω,R₂=10Ω,交流电压表的示数是20V.图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象,则(    )

A.通过R₁的电流i₁随时间t变化的规律是i₁=2cos10πt(A)
B.通过R₁的电流i₁随时间t变化的规律是i₁=2cos100πt(A)
C.R₂两端的电压u₂随时间t变化的规律是u₂=20cos10πt(V)
D.R₂两端的电压u₂随时间t变化的规律是u₂=20cos100πt(V)

如图a所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab､cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时(如图b)为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正.则下列四幅图中正确的是(    )

图1､图2分别表示两种电压的波形,其中图1所示的电压按正弦规律变化.下列说法正确的是(    )

A．图1表示交流电,图2表示直流电

B．两种电压的有效值相等

C．图1所示电压的瞬时值表达式为u="311sin100πt" V

D．图1所示电压经匝数比为10：1的变压器变压后,频率变为原来的

小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示,此线圈与一个R="10" Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是(    )

A．交变电流的周期为0.125 s

B．交变电流的频率为8 Hz

C．交变电流的有效值为A

D．交变电流的的最大值为4 A

如图9所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，已知线圈面积为0.01m²，匝数100匝，线圈电阻r =2Ω，外电阻R =8Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计。线圈在磁感强度B=2/（T）的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动，角速度ω=10πrad/s。若线圈经图示位置时开始计时（线圈平面平行于磁场方向），

（1）写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式；
（2）从图示位置起转过90°过程中，通过电阻R的电量
（3）从图示位置起转过90°过程中，线圈上产生的焦耳热

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.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图甲所示．发电机内阻r＝5.0 Ω，外电路电阻R＝95 Ω.已知感应电动势的最大值E_max＝nωΦ_max，其中Φ_max为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求：

⑴线圈的角速度ω；
⑵感应电动势的最大值E_max；
⑶串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数．

下面关于交变电流的说法中正确的是(     )

A．交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值

B．利用欧姆定律计算时，公式中的电流、电压值是指交变电流的有效值

C．给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指瞬时值

D．交流电表上显示的电流数值是该交变电流的有效值

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．两种电压的有效值都是311V

C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝220sin100πt（V）

D．图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝220sin100πt（V）

如图所示，一个阻值为400电阻与二极管串联。二极管正向导通时，电阻忽略不计；加反向电压时，认为电阻为无穷大。若a、b间接入电压有效值为220V的正弦式交变电流，那么电阻R两端的电压最大值约为     V。电阻R的功率约为    W。（结果保留三位有效数字）