内容发布更新时间 : 2024/12/23 9:04:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
2Um22B.Um4 1C.Um21D.Um4A.解析:多用电表测得的电压值为有效值,根据电流的热效应
U2(m)2TU有1t2Q???T,得U有?Um,C正确.
R2R22答案:C
6.某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时,采用了如图所示的电路,
其中L1、L2是两个完全相同的灯泡,已知把开关置于3、4时,电路与交流电源接通,稳定后的两个灯泡发光亮度相同,则该同学在如下操作过程中能观察到的实验现象是()
A.当开关置于1、2时,稳定后L1、L2两个灯泡均发光且亮度相同 B.当开关置于1、2时,稳定后L1、L2两个灯泡均发光,且L1比L2亮
C.当开关置于3、4时,稳定后,若只增加交变电流的频率,则L1变暗,L2变亮 D.在开关置于3、4的瞬间,L2立即发光,而L1亮度慢慢增大
解析:当开关置于1、2时,稳定后因电容器隔直流,故电路断开L2不发光,A、B错误;在开关置于3、4的瞬间,电容器通交流,L2立即发光,由于电感的自感作用,L1亮度慢慢增大,D正确.当开关置于3、4稳定后,增加交变电流频率,容抗减小,感抗增大,L1变暗,L2变亮,C正确.
答案:CD
7.如图甲所示,A、B为相同的环形线圈,它们共轴且相距很近,A线圈中通有图乙所示的交变电流,则()
A.在t1时刻,A、B的相互作用力为零 B.在t1到t2时间内,A、B相互吸引 C.在t2到t3时间内,A、B相互排斥 D.在t2时刻,A、B的相互作用力最大
解析:A中通以交变电流,产生交变磁场,使B的磁通量发生变化,据楞次定律的推广含义,t1时刻磁通量变化率为零,无作用力,A对;t1到t2时间内,表现为引力,B对;t2到t3时间内表现为斥力,C对;t2时刻因A中电流为零,所以作用力为零,D错.
答案:ABC
8.如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时()
A.线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流 B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势 C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d
D.线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
解析:产生正弦交流电的条件是轴和磁感线垂直,与轴的位置和线框形状无关,转到图
示位置时产生的电动势E具有最大值Em=nBSω由欧姆定律I=E/R总可知此时I相等,A对,B错.由右手定则可知电流方向为a→d→c→b,故C错.两种情况下cd边受的安培力均为F=BLcdI,故D错.
答案:A
9.一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈中感应电动势e与时间t的关系图象如图所示,感应电动势的最大值和周期可在图中读出,则磁感应强度B=_____.在t=
t时刻,线圈平面与磁感强度的夹角_______. 12
解析:线圈在t=0时刻感应电动势达最大值Em,这时线圈平面与磁感应强度B的夹角θ=0,
由
Em?BS??BSET2?,得B?m,T2?S又t=0,θ=0,则当
T2?T?时,有???t???.12T126
EmT?答案:2?S6t?10.如图所示, N=50匝的矩形线圈abcd,边长ab=20 cm,ad=25 cm,放在磁感强度B=0.4
T的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n=3000 r/min
的转速匀速转动,线圈电阻r=1 Ω,外电路电阻R=9 Ω,t=0,线圈平面与磁感线平行,ab边正好转出纸外、cd边转入纸里.
(1)在图中标出t=0时感应电流的方向; (2)写出线圈感应电动势的瞬时表达式; (3)线圈转一圈外力做功多大? 解析:(1)线圈感应电流方向为adcb (2)线圈的角速度
ω=2πn=2×π×3000÷60 rad/s=100π rad/s.
设ab边在t=0时刻速度为vab,图示位置的感应电动势最大,其大小为Em=2 NBab·vab
adg?=50×0.4×0.20×0.25×100π V=314 V, = NBabg电动势的表达式为e=314cos100πt V (3)电动势的有效值E?Em. 2线圈匀速转动的周期T=60 s/n=0.02 s.
线圈匀速转动一圈,外力做功大小等于电功的大小,即
E2T3142?0.02W外力?? J?98.6 J 2R?r?9?1??2??答案:(1)如图所示(2)e=314cos100πt V(3)98.6 J
11.如图甲所示,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面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
2
Ω,所围成矩形的面积S=0.040 m,小灯泡的电阻R=9.0 Ω,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e?nBmS2?2?costV,TT其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期.忽略灯丝电阻随温度的变化,求:
(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~
T的时间内,通过小灯泡的电荷量. 4
解析:(1)因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同,所以由图象
-2
可知,线圈中产生交变电流的周期为T=3.14×10 s
所以线圈中感应电动势的最大值为
Em?2?nBmS?8.0 V. TEm?0.80 A R?r2
(2)根据欧姆定律,电路中电流的最大值为Im?通过小灯泡电流的有效值为I?Im/2?0.402A小灯泡消耗的电功率为P=IR=2.88 W.
(3)在磁感应强度变化的0~
?BT内,线圈中感应电动势的平均值E?nS
?t4通过灯泡的平均电流I?EnS?B ?R?r?R?r??tnS?B?4.0?10?3 C. R?r-3
通过灯泡的电荷量Q?I?t?答案:(1)8.0 V(2)2.88 W(3)4.0×10 C