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如图所示为一小型交变电流发电机的工作原理图,两磁极间的磁场可看成勻强磁场,磁感应...

如图所示为一小型交变电流发电机的工作原理图,两磁极间的磁场可看成勻强磁场,磁感应强度为B,矩形线圈abcd以恒定角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴OO’逆时针方向转动,矩形abcd关于OO’对称,已知矩形线圈共有N匝,边长为L1,bc边长为L2,线圈电阻为r,外接电阻为R。

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(1) 在线圈位于如图所示的垂直于磁场方向的位置开始计时,规定由a→b(或c→d)方向的感应电动势为正,推导出线圈中感应电动势e随时间t变化的表达式。

(2) 求交流电流表(内阻不计)的读数。

 

(1)NBL1L2ωsin(ωt+π)。(2)NBL1L2ω. 【解析】 试题分析:(1)从中性面开始经时间t,线圈abcd转至如图所示位置时,θ=ωt。 此时对于线圈ab边上每根导线切割磁感线产生的感应电动势大小为 e1=BL1v1x=BL1v1sinθ。 线圈ab边上每根导线切割磁感线产生的感应电动势大小为 e2=BL1v2x=BL1v2sinθ。 其中v1=v2=ωL2/2. 则每匝线圈产生的感应电动势大小为 e单=e1+ e2=BL1L2ωsinωt。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3分zxxk N匝线圈产生的总感应电动势大小为e= Ne单=NBL1L2ωsinωt。 因为此时感应电动势为负方向, 所以e=-NBL1L2ωsinωt=NBL1L2ωsin(ωt+π)。                   1分 (2)电动势最大值Em=NBL1L2ω。有效值E=Em=NBL1L2ω.。           2分 根据闭合电路欧姆定律,电路中电流,即交流电流表的读数 I==NBL1L2ω.。                       2分 考点:考查交流电的形成
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考点分析:
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下图是交流发电机的示意图。为了清楚,老师只画出了一匝线圈(实际共有N匝)。线圈AB边(长l1)连在金属环K上,CD边(长也为l1)连在滑环L上;导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。假定线圈沿逆时针方向以角速度ω0匀速转动,如图甲至丁。(左边为N极,右边为S极;外面是K环,里面是L环)

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那么:(1)线圈转到上述图示的       位置时,线圈中电流最大;

(2)线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流的方向            

(3)当AD边和BC边长均为l2,磁场可视为磁感应强度B的匀强磁场,整个电路总电阻设为R,以丙图位置计时t=0,则线圈中电流随时间变化的规律为i=           .

 

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如图10-2-24所示, 两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P, 且L1、L2、L3为相同的灯泡, 匝数比为n1∶n2=3∶1, 则图(a)中L1的功率和图(b)中L1的功率分别为( )

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A.P、P                                 B.9P、说明: 满分5 manfen5.com

C.说明: 满分5 manfen5.com、9P                             D.说明: 满分5 manfen5.com、9P

 

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有一电路连接如图8所示,理想变压器初级线圈接电压一定的交流电,则下列说法中正确的是(      )

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A.只将s1从2拨向1时,电流表示数变小

B.只将s2从4拨向3时,电流表示数变大

C.只将S3从闭合变为断开,电阻R3两端电压增大

D.只将变阻器R3的滑动触头上移,变压器的输入功率减小

 

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在图甲所示电路中,流过二极管D的电流iD如图乙所示,该电流可以看作是一个恒定电流和一个交变电流的叠加,流过电感和电容的电流分别为iL、iC.下列关于iL、iC随时间t变化的图象中,可能正确的是(   )说明: 满分5 manfen5.com

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为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如下图所示。当开关S闭合后 (  )

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A.A1示数变大,A1与A2示数的比值不变

B.A1示数变大,A1与A2示数的比值变大

C.V2示数变小,V1与V2示数的比值变大

D.V2示数变小,V1与V2示数的比值不变

 

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