高中物理交流电的平均值及其应用试题

如图13-13甲所示是一种振动发电装置，它的结构由一个半径为r="0.1" m的50匝的线圈套在辐形永久磁铁槽上组成，假设磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(如图乙).线圈运动区域内磁感应强度B的大小均为，方向不变，线圈的总电阻为2 Ω，它的引出线接有8 Ω的电珠L，外力推动线圈的P端，使线圈做往复运动，便有电流通过电珠，当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示时(x取向右为正).

图13-13
(1)画出通过电珠L的电流图象(规定从L→b为正方向);
(2)在0.1 s～0.15 s内推动线圈运动过程中的作用力;
(3)求该发电机的输出功率(其他损耗不计).

如图13-5所示,把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后并联在电路中.接入交流电源后，三盏灯亮度相同.若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率减小，则下列判断正确的是(　　)

图13-5

A．灯泡L1将变暗

B．灯泡L2将变暗

C．灯泡L3将变暗

D．灯泡亮度都不变

电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的,如图所示.在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室,用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场,从而在环形室内产生很强的电场,使电子加速.被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动,设法把高能电子引入靶室,能使其进一步加速.在一个半径为r="0.84" m的电子感应加速器中,电子在被加速的4.2×10^-3 s时间内获得的能量为12 MeV,这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的,磁通量从零增到1.8 Wb.电子共绕行了__________周.

电子感应加速器结构原理图

如图3-2-14所示，匀强磁场B="0.1" T，所用矩形线圈的匝数N=100，边长ab="0.2" m，bc="0.5" m，以角速度ω="100π" rad/s绕OO′轴匀速转动.当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：

图3-2-14
(1)线圈中感应电动势的大小；
(2)由t=0至t=过程的平均电动势值.

如图3-2-19所示，边长为a的单匝的正方形线圈的磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO′边为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R.求：

图3-2-19
（1）线圈从图示位置转过的过程中产生的热量Q；
（2）线圈从图示位置转过的过程中通过线圈某截面的电量q.

如图3-2-17所示，一根通有交变电流i＝I_msinωt的长直导线与一个不通电的闭合矩形线圈在同一个水平面内，若线圈所受磁场力的合力方向背离直导线，则交变电流必处于每个周期内的（　　）

图3-2-17

A．第一个周期内

B．第二个周期内

C．第三个周期内

D．第四个周期内

一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动.线圈中的感应电动势e随时间t的变化关系如图3-2-16所示，下面说法中正确的是（　　）

图3-2-16

A．t1时刻通过线圈的磁通量为零

B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大

交流发电机在工作时的电动势为e＝sinωt.若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（　　）

A．e＝sinωt/2

B．e＝2sinωt/2

C．e＝sin2ωt

D．e＝2sin2ωt

交流发电机在工作时的电动势为e＝E₀sin(ωt) V，若将其电枢的转速提高1倍，同时将电枢所围成面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为……（　　）

A．e＝E0sin(ωt/2) V

B．e＝2E0sin(ωt/2) V

C．e＝E0sin(2ωt) V

D．e＝E0/2sin(2ωt) V

如图3-11所示，单匝线圈在匀强磁场中绕OO′轴从图示的位置开始匀速转动，已知从图示位置转过π/6时，线圈中的电动势大小为6 V，求：

图3-11
（1）交变电动势的最大值、有效值；
（2）设线圈的电阻为R="1" Ω，角速度ω="100" rad/s，线圈由图示位置转过π/2的过程中通过导线截面的电荷量.

将交变电压u=sin100πt V加在灯泡两端，灯泡的额定值为“220 V 100 W”，如果不考虑灯丝电阻的变化，求：
（1）通过灯丝电流的最大值；
（2）灯泡的实际功率；
（3）每秒钟电流方向变化的次数；
（4）通过灯丝的电流瞬时值方程.

一交流电压随时间变化的图象如图3-10所示，则此交流电的频率是__________Hz，若将该电压加在10μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于__________V；若将该电压加在一阻值为1 kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于__________A．

图3-10

一个交流电压的瞬时值表达式为u=15sin100πt V，将该交流电加在一电阻上时，产生的电功率为25 W，那么这个电阻的阻值为___________Ω.

一个10匝的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势可以表示成e=100sin10t V，则穿过线圈的磁通量的最大值为___________；磁通量的变化率的最大值为___________.

一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36 Ω.磁感应强度B随时间t的变化关系如图3-9所示，则线框中感应电流的有效值为

图3-9

A．×10^-5 A	B．×10^-5 A
C．×10^-5 A	D．×10^-5 A