高中物理交流电的平均值及其应用试题

磁铁在电器中有广泛的应用,如发电机.如图13-1-24所示,已知一台单相发电机转子导线框共有N匝,线框长为l₁、宽为l₂,转子的转动角速度为ω,磁极间的磁感应强度为B.试导出发电机的瞬时电动势e的表达式.

图13-1-24
现在知道有一种强永磁材料钕铁硼,用它制成发电机的磁极时,磁感应强度可增大到原来的K倍.如果保持发电机结构和尺寸、转子转动角速度、需产生的电动势都不变,那么这时转子上的导线框需要多少匝?

如图13-1-17a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13-1-17

图13-1-18

如图13-1-13所示,三只白炽灯L₁、L₂、L₃分别和电感、电阻、电容串联后并连接在同一交变电源上,当交变电源的电压为U,频率为50 Hz时三只灯泡的亮度相同.那么当交变电源的电压不变,而频率增大后,三只灯泡的亮度变化将是(　　)

图13-1-13

A．L1变暗,L2不变,L3变亮

B．L1变亮,L2不变,L3变暗

C．L1变暗,L2变亮,L3变亮

D．L1变亮,L2变亮,L3变暗

将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l,它在磁感应强度为B、方向如图13-5的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为（   ）

图13-5
A.         B.         C.         D.

如图13-1-3所示，边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO′边为轴匀速运动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R.求：

图13-1-3
（1）线圈从图示位置转过90°的过程中产生的热量；
（2）线圈从图示位置转过90°的过程中通过线圈某截面的电荷量q.

如图13-37所示，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab.今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是（I_R、I_C均为有效值）(    )

图13-37

A．若ab棒匀速运动，则IR≠0，IC＝0

B．若ab棒匀速运动，则IR＝0，IC＝0

C．若ab棒在某一中心位置两侧做简谐运动，则IR≠0，IC≠0

D．若ab棒做匀加速运动，则IR≠0，IC＝0

如图13-33所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子（不计重力），当两板间加上如图13-34所示的交变电压后，能使电子有可能做往返运动的电压是（   ）

图13-33

图13-34

所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈M和P，线圈P与电流表构成闭合回路，若在t₁至t₂这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下（即为由c经电流表至d），则可以判断出线圈M两端的电势差u_ab随时间t的变化情况可能是图13-32中的（   ）

图13-31

图13-32

如图13-35（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均数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，磁感应强度随时间按如图13-35（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，其中B_m为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期.不计灯丝电阻随温度的变化，求：
       
(甲)                          (乙)
图13-35
（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4所示，100匝的线框abcd在图示磁场（匀强磁场）中匀速转动，角速度为，其电动势的瞬时值为V，那么：（1）感应电动势的最大值为多少？穿过线框的最大磁通量为多少？（2）当从图示位置转过角时线圈中的感应电动势为多少？此时穿过线圈的磁通量的变化率为多少？

有一交变电压的变化规律为U=311sin314t V，若将一辉光电压是220 V的氖管接上此交变电压，则在1 s内氖管发光的时间是多少？

如图15-4所示，在匀强磁场中有一个“”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=T，线框的CD边长为20cm、CE、DF长均为10cm，转速为50r/s，若从图示位置开始计时（1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式。（2）若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V，12W”灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能，小灯泡实际功率多大？

如图所示，一根通有交变电流i=Imsinωt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

9．图6为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是

A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失

B．高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗

C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小

D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好

 

某村庄在较远的山区修建一座小型水电站，发电机输出功率为50kW，机端电压为200V，
输电距离为6kW，若输电线上允许损失的电功率为发电机输出功率的5%.
（1）若直接输电，所用输电线的电阻率为ρ=2.5×10^－8Ω·m，输电线的横载面积应多大？
（2）若输电线总电阻为16Ω，用户处获得的电压为220V，采用高压输电，试计算所用
升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比.