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，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈匝数为n，电阻为r，长为₁，宽为₂，角速度为ω。磁场的磁感应强度为B。线圈两端外接电阻为R的用电器，和一个理想交流电流表。求：
（1）线圈中产生的最大感应电动势E_m；
（2）电流表的读数I。

某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示。由图象可知         

A．交流电的周期为0.06s

B．交流电的频率为50Hz

C．线圈转动的角速度为50rad/s

D．电动势的瞬时值为e =100sin50πt（V）

两只相同的电阻，分别通以如图所示的正弦波形的交流电和方波形的交流电，两种交流电的最大值相等，且周期相等．在交流电的一个周期内，正弦波形的交流电在电阻上产生的焦耳热为Q₁，方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q₂，Q₁∶Q₂等于

A．1∶1	B．2∶1
C．1∶2	D．4∶3

小型交流发电机中，面积为0.1㎡的矩形金属线圈匝数为50匝,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。矩形线圈与一个R＝10Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其它电阻,则下列说法中正确的是

A．交变电流的周期为0.25s

B．交变电流的有效值为A

C．0.125s时线圈处于中性面位置

D．匀强磁场的磁感应强度为0.5T

如图10－1－14所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长为L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度为ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω，求：

图10－1－14
(1)转动过程中感应电动势的最大值；
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势；
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；
(4)交流电压表的示数；
(5)转动一周外力做的功；
(6) 周期内通过R的电荷量为多少？

如图10－1－12所示，处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向，则下图能反映线圈感应电流I随时间t变化的图线是(　　)

图10－1－12

图10－1－13

两只相同的电阻，分别通过简谐波形的交流电和方形波的交流电．两种交变电流的最大值相等，波形如图10－1－10所示，在简谐波形交流电的一个周期内，简谐波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q₁与方形波交流电在电阻上产生的焦耳热Q₂之比为等于(　　)

图10－1－10

A．3∶1	B．1∶2
C．2∶1	D．4∶3

如图10－1－9是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的以下说法错误的是(　　)

图10－1－9

A．周期是0.02 s

B．最大值是311 V

C．有效值是220 V

D．表达式为u＝220sin 100πt(V)

一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为ω时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E₀，周期为T₀，外力提供的功率为P₀.若使线圈转动的角速度变为2ω，线圈中产生的交变电动势的最大值为E，周期为T，外力提供的功率为P.则E、T和P的大小为                                                                   (　　)

A．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0

B．E＝E0，T＝T0，P＝2P0

C．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0

D．E＝2E0，T＝T0，P＝4P0

如图5所示，一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T.若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡，测得a、b两点间的电压为20 V，则可知：从中性面开始计时，当t＝T/8时，穿过线圈的磁通量的变化率约为    (　　)

A．1.41 Wb/s	B．2.0 Wb/s
C．14.1 Wb/s	D．20.0 Wb/s

多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇，过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速．现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的，如图4所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦式电流的每一个周期中，前面的被截去，从而改变了电灯上的电压．那么现在电灯上的电压为      (　　)

A．Um	B．
C．	D．

(17分)如图13所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：
(1)从图示位置起转过1/4转的时间内负载电阻R上产生的
热量；
(2)从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电
荷量；
(3)电流表的示数．

(10分)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11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_m＝nωΦ_m，其中Φ_m为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数．

面积为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如图10所示的磁场中，图甲中是磁感应强度为B₀的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴匀速转动，图乙中磁场变化规律为B＝B₀cos，从图示位置开始计时，则          (　　)

A．两线圈的磁通量变化规律相同

B．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同

C．经相同的时间t(t>T)，两线圈产生的热量相同

D．从此时刻起，经T/4时间，流过两线圈横截面的电荷量相同

如图6所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端．线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动．设线圈转动到图示位置的时刻t＝0.则(　　)

A．在t＝0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R的电流为0，电压表的读数也为0

B．1秒钟内流过电阻R的电流方向改变次

C．在电阻R的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小

D．在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变