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1 . 一矩形线圈abcd的匝数N=100匝,电阻不计,矩形线圈与定值电阻R及理想电流表、电压表构成如图所示的电路。矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动,转速n=3000r/min,转轴垂直于磁场方向,定值电阻R=10Ω,其余电阻不计。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,已知电流表的示数为1.5A。
(1)写出矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式;
(2)线圈转动1分钟,电路中产生的总热量。
(1)写出矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式;
(2)线圈转动1分钟,电路中产生的总热量。
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2 . 如图为家用燃气灶点火装置的电路原理图,转换器将直流电压转换为图(b)所示的正弦交流电压,并加在理想变压器的原线圈上,电压表为交流电表,设变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于5 000 V时,就会在点火针两端间引发火花进而点燃燃气,则( )
A.闭合开关S,加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为50 V |
B.某交流发电机要产生与图(b)相同频率的交流电,其线圈在磁场中的转速为100转/秒 |
C.闭合开关S,电压表的示数为50V |
D.变压器原、副线圈的匝数n1、n2须满足n2>100n1时,才能实现点火 |
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3 . 如图甲和图乙为两个发电机设备与外接电路,两者仅电刷样式不同,其它部件均完全相同,线圈以相同的角速度在匀强磁场中旋转,从图示位置(该位置线圈平面与中性面垂直)开始计时,在一个周期T的时间内,下列说法错误的是( )
A.两图中,R两端的电压有效值、流过R的电流有效值大小相等 |
B.在时间内,两者流过R的电荷量相等 |
C.在时间内,两者流过R的电流方向相同 |
D.在时间内,两者电阻R上产生的焦耳热相等 |
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2024-03-27更新
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1047次组卷
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3卷引用:浙江省新阵地教育联盟2023-2024学年高三上学期开学物理试题
4 . 某同学对发电机的组成原理很感兴趣,做了如下实验
1.他先将面积为 的矩形线圈放入水平方向的匀强磁场中,线圈与磁场之间的夹角为30°,ad、bc边与磁场垂直,如图所示,该匀强磁场的磁感应强度大小为0.2T。初始状态穿过线圈的磁通量大小为_____________ , 现将线圈以ad为轴按图中所示方向旋转60°,穿过线圈的磁通量变化量为_____________ 。
2.该同学是否达到了发电的目的? 说明理由他了解原理了以后自制了一个手摇交流发电机,如图所示。大轮与小轮通过皮带传动(皮带不打滑) ,半径之比为4:1,小轮与线圈固定在同一转轴上。 线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形,共n匝,总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度ω匀速转动,带动小轮及线圈绕转轴转动,转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡,假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内:3.求大轮转动的角速度的取值范围
4.求灯泡两端电压的有效值
5.判断下列两种方法是否能使得灯泡变得更亮
(1) 增大小轮的半径 (2)用总长比原长更长的漆包线重新绕制边长为L的线圈
该同学进一步制作了一个模拟的风力发电机发电输电简易模型,如图所示,风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈在磁感应强度大小B=0.1T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'以角速度 匀速转动,其中矩形线圈匝数为N=75,面积为0.2m², 线圈总电阻r=2Ω, 小灯泡电阻R=8Ω, 电流表为理想表。
6.则交流电流表的示数为___________ ,线圈从图示位置转过60°过程中,通过电流表的电荷量_____________ 。既然电发了,那么又是如何运输的呢,该同学又转而研究了变压器的相关原理
7.如图为某小型水电站的电能输送示意图,发电机通过升压变压器 和降压变压器 向用户供电。已知输电线总电阻,,升压变压器的原、副线圈匝数之比为1:6,降压变压器的原、副线圈匝数之比为5:1,副线圈与纯电阻组成闭合电路,用户用电器电阻 若 均为理想变压器, 的副线圈两端电压表达式为 求∶
(1) 用户端的用电电流和输电电流;
(2) 输电线上损耗的电压△U 和损耗的功率
(3) 发电机的输出电压和输出功率。
1.他先将面积为 的矩形线圈放入水平方向的匀强磁场中,线圈与磁场之间的夹角为30°,ad、bc边与磁场垂直,如图所示,该匀强磁场的磁感应强度大小为0.2T。初始状态穿过线圈的磁通量大小为
2.该同学是否达到了发电的目的? 说明理由他了解原理了以后自制了一个手摇交流发电机,如图所示。大轮与小轮通过皮带传动(皮带不打滑) ,半径之比为4:1,小轮与线圈固定在同一转轴上。 线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形,共n匝,总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度ω匀速转动,带动小轮及线圈绕转轴转动,转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡,假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内:3.求大轮转动的角速度的取值范围
4.求灯泡两端电压的有效值
5.判断下列两种方法是否能使得灯泡变得更亮
(1) 增大小轮的半径 (2)用总长比原长更长的漆包线重新绕制边长为L的线圈
该同学进一步制作了一个模拟的风力发电机发电输电简易模型,如图所示,风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈在磁感应强度大小B=0.1T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'以角速度 匀速转动,其中矩形线圈匝数为N=75,面积为0.2m², 线圈总电阻r=2Ω, 小灯泡电阻R=8Ω, 电流表为理想表。
6.则交流电流表的示数为
7.如图为某小型水电站的电能输送示意图,发电机通过升压变压器 和降压变压器 向用户供电。已知输电线总电阻,,升压变压器的原、副线圈匝数之比为1:6,降压变压器的原、副线圈匝数之比为5:1,副线圈与纯电阻组成闭合电路,用户用电器电阻 若 均为理想变压器, 的副线圈两端电压表达式为 求∶
(1) 用户端的用电电流和输电电流;
(2) 输电线上损耗的电压△U 和损耗的功率
(3) 发电机的输出电压和输出功率。
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5 . 如图(a)所示的智能机器人广泛应用于酒店、医院等场所.机器人内电池的容量为,负载10kg时正常工作电流约为5A,电池容量低于20%时不能正常工作,此时需要用充电器对其进行充电,充电器的输入电压如图(b)所示.下列说法正确的是( )
A.充电器的输入电流频率为100Hz |
B.充电器的输入电压瞬时表达式为 |
C.机器人充满电后电池的电量为9×103C |
D.机器人充满电后,负载10kg时大约可以持续正常工作4h |
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6 . 如图所示,在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD,AB边与磁场垂直,MN边始终与环K相连,PQ边始终与金属滑环L相连。金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联。现使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴从与磁感线平行的位置开始旋转,下列说法中正确的是( )
A.线圈位于图中所示的位置时,穿过线圈的磁通量为0,磁通量的变化率也为0 |
B.线圈位于图中所示的位置时,穿过线圈的磁通量为0,但磁通量的变化率最大 |
C.线圈从图中所示的位置转过90°时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率也最大 |
D.线圈从图中所示的位置转过90°的过程中,流经定值电阻R的电流平均值等于有效值 |
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7 . 如图甲所示是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为、,电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数是 |
B. |
C. |
D.闭合开关后每秒钟点火25次 |
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8 . 图(a)为风力发电的简易模型,在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的永磁体转动,转速与风速成正比。某一风速时,线圈中产生的正弦式交变电流如图(b)所示,则( )
A.磁铁的转动周期为0.2s | B.电流的频率为100Hz |
C.风速加倍时,电流的表达式为 | D.风速加倍时,线圈中电流的有效值为 |
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9 . 图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数匝、电阻,线圈的两端与的电阻连接,电流表为理想电表,熔断器电阻忽略不计。从时刻开始计时,穿过每匝线圈的磁通量随时间t按如图乙所示的规律变化。下列说法正确的是( )
A.时,电流表示数为零 |
B.时,发电机线圈平面与磁场方向垂直 |
C.通过熔断器的电流为 |
D.从到,通过R的电荷量为 |
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10 . 某同学制作一个简易的手摇发电机,将匝数,边长L=0.1m,内阻的正方形线圈放入磁感应强度的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的轴以角速度rad/s匀速转动。其简化示意图如图,输出端与理想变压器的原线圈相连,理想变压器原、副线圈的匝数比为,副线圈外接电阻。求:
(1)发电机产生的电动势有效值E;
(2)电阻R消耗的电功率P。
(1)发电机产生的电动势有效值E;
(2)电阻R消耗的电功率P。
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