交變電流習題和答案

1、精品文檔交變電流1.處在勻強磁場中的矩形線圈abcd ，以恒定的角速度繞 ab 邊轉動， 磁場a方向平行于紙面并與 ab 垂直。在t=0 時刻，線圈平面與紙面重合（如圖），線圈的 cd 邊離開紙面向外運動。若規(guī)定由a b c d a 方向的感應電流為b正，則能反映線圈中感應電流I 隨時間 t 變化的圖線是（）IIII0t0t0t0ABCD2.一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸轉動，線圈中的感應電動勢e 隨時間 t 的變化規(guī)律如圖所示，下列說法中正確的是（）A t 1 時刻通過線圈的磁通量為零B 2 時刻通過線圈的磁通量絕對值最大C t3 時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大

2、D 每當 e 轉換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大dBct3 如圖甲為電熱毯的電路示意圖。電熱毯接在u=311sin100t（V ）的電源插座上。電熱毯被加熱到一定程度后，由于裝置P 的作用，使加在電熱絲ab 兩端的電壓變?yōu)槿鐖D乙所示的波形，從而進入保溫狀態(tài)。若電熱絲電阻保持不變，此時圖甲中交流電壓表讀出交流電的有效值是（）隨意編輯精品文檔A 156VB 220VC 311VD 110V4 在交流電電路中，如果電源電動勢的最大值不變，頻率可以改變，在如圖所示電路的 a、b 兩點間逐次將圖中的電路元件甲、乙、丙單獨接入，當使交流電頻率增加時，可以觀察到下列論述的哪種情況（ ）A A1讀數(shù)

3、不變， A 2增大， A3減小BA1讀數(shù)減小， A 2不變， A3增大CA1讀數(shù)增大， A 2不變， A3 減小DA1，A2 ，A3讀數(shù)均不變5 一矩形線圈，面積是0.05m 2，共 100 匝，線圈電阻為 2，外接電阻為 R=8 ，線圈在磁感應強度為 B1T 的勻強磁場中以 300r/min的轉速繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，如圖所示，若從中性面開始計時，求：（ 1 ）線圈中感應電動勢的瞬時值表達式。（ 2 ）線圈從開始計時經(jīng) 1/30s 時，線圈中電流的瞬時值。（ 3 ）外電路電阻 R 兩端電壓的瞬時值表達式。6 邊長為 a 的 N 匝正方形線圈在磁感應強度為B 的勻強磁場中， 以角速度繞垂

4、直于磁感線的軸勻速轉動，線圈的電阻為R。（ 1 ）求線圈從中性面開始轉過90 °角的過程中產(chǎn)生的熱量。隨意編輯精品文檔（ 2 ）求線圈從中性面開始轉過90 °角的過程中，通過導線截面的電量。7 一臺降壓變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4 1 ，供照明電路用電，原線圈所加交變電壓u1(1410 sin100t ) V，照明電路連接導線的總電阻=1.0220V 40WR，問能使多少盞 “，”的電燈正常發(fā)光？8 為了減少因火電站中煤的燃燒對大氣的污染而大力發(fā)展水電站。三峽水利工程中某一水電站發(fā)電機組設計為：水以v1 =3m/s 的速度流入水輪機后以v2 =1m/s 的速度流出，流出水位比

5、流入的水位低 10m，水流量為 Q=10m 3 /s ，水輪機效率為 75 ，發(fā)電機效率為80，求：（ 1 ）發(fā)電機組的輸出電功率是多少？（ 2 ）如果發(fā)電機輸出電壓為240V ，用戶需電壓 220V，輸電線路中能量損失為5 ，輸電線電阻為 50/3 ，那么所需升降變壓器的原副線圈匝數(shù)比分別是多少？9 如圖甲所示，A 、B 表示真空中水平放置的相距為d 的平行金屬板，板長為L，兩板加電壓后板間電場可視為勻強電場，圖乙表示一周期性的交流電壓波形，在t=0 時，將圖乙的交變電壓加在A、 B 兩板，此時恰有一質量為m 、電量為 q 的粒子在板間中央沿水平方向以速度 v0 射入電場，若此粒子在離開電場

6、時恰能以平行A、 B 兩板的速度飛出，求（ 1 ） A、 B 兩板上所加交變電壓的頻率應滿足的條件。（ 2 ）該交變電壓 U0 的取值范圍（忽略粒子的重力） 。答案隨意編輯精品文檔1234CDAC5解：（1 ）線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動時產(chǎn)生的電動勢的瞬時值為e Em sint ，其中 EmNBS2 n 2300由題意知10 rad/s60將已知數(shù)據(jù)代入可得，eEm sint50 sin10t（ 2）由 ieEmsin t ，代入數(shù)據(jù)得， i5 sin10tR rR r當 t1/ 30 s 時，線圈中電流瞬時值為i5sin(101 ) 4.3A30（ 3）由 U=iR 得， R

7、 兩端電壓瞬時值表達式為 u40 sin 10t6解：（1 ）線圈中感應電動勢的最大值為EmNBa 2，故線圈中電流的有效值為II m / 2 Em /2RNBa2/( 2R) ，線圈轉過 90 °角的時間為 t T / 4/ 2所以轉動過程中產(chǎn)生的熱量Q I 2 RtN 2 B2 a 4/(4R)（ 2）線圈轉過90 °角的過程中，感應電動勢和感應電流的平均值分別為EN2NBa 2 /， IE / R2NBa 2/( R)t所以流過導體截面的電量為QI tNBa 2 / R7解：要使用電器正常工作，必須使用電器兩端電壓達到其額定值220V 。由電源電壓u1(1410sin

8、100t) V ，得加在原線圈上的電壓的有效值U 1U1m14101000 V 。22根據(jù)變壓器公式U 1n1 ，所以副線圈兩端電壓U 2250 VU 2n2此時由副線圈作為“電源” ，對電燈供電。設共需并聯(lián)n 盞電燈，每盞正常發(fā)光時的電流為P0402 AI 022011U 0隨意編輯精品文檔根據(jù)歐姆定律，由 U 2nI 0 R U 0 ，得可供燈數(shù)為U 2U 0165nI 0 R8解：（1 ）水輪機獲得的機械能為Ekmghm v1v21( 22 ) ×751 Qt2= Qt gh(v12v22) ×75 ，2代入數(shù)據(jù)，得 Ek7810 4 t則發(fā)電機的輸出電能：E電Ek8

9、0 = 624103 t發(fā)電機的輸出功率：P0E電 / t624 KW（ 2）發(fā)電機的輸出電流為I 1P06241032600 AU 1240輸電線路損失PP0 ×5 = 31.210 3W243.3A輸電電流由焦耳定律得，I 2P/R，得 I2則升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比n1 : n2I 2: I 1433 : 26000用戶端降壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率P P0P 592.8 103 WP592.81032694.5 A輸出電流 I 3220U 2所以用戶降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比n3: n4I3:I226945 : 433 16 9.解：（ 1 ）粒子在電場中運動時間 tL / v0 ，為使粒子離開電場時豎直分速度為零，它在電場中運動時間必為交變電壓周期的整數(shù)倍。tnT （ n 1,2,3）交變電壓的頻率應滿足：f1nv0 （ n1,2,3）TL（ 2）粒子在電場中的加速度大