交流电传感器习题

交流电传感器习题8、如图所示，变压器的输入电压恒定，在下列措施中能使电流表示数变大的是ADA 、保持变阻器的滑片不动，将K 从2拨向1B 、保持变阻器的滑片不动，将K 从1拨向2C 、保持K 与1相连接，将变阻器的滑片向上移D 、保持K 与1相连接，将变阻器的滑片向下移7．如图所示，理想变压器初级线圈接一交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变。

则下列说法中正确的是BDA ．只将S 1从2拨向1时，电流表示数变小B ．只将S 2从4拨向3时，电流表示数变小C ．只将S 3从闭合变为断开，电阻R 2两端电压增大D ．只将变阻器R 3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小15．（16分）如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度2.0=B T 。

一质量1.0=m kg ，总电阻Ω=4.0r ，边长5.0=d m 的正方形均匀导体框平放在粗糙的水平地面上，在一与导体框平面始终垂直的外力作用下做如下运动：首先外力作用在AB 边上，线框绕CD 边顺时针转动0180，然后外力作用到CD 边上，线框绕AB 边顺时针转动0180……如此不断重复，线框在地面上向右翻转，线框转动时的角速度4.0=ωrad/s 保持恒定。

（1）线框绕CD 边转动，求当DA 边转到竖直位置时AB 边上所加水平．．外力的大小； （2）求从线框绕CD 边开始转动到DA 边竖直的这四分之一圈内线框上产生的电热； （3）从运动开始作为计时起点，求出在第一个周期内AB 两点间的电势差UAB随时间t 变化的关系，并作出UAB随时间t 变化的关系图线。

15、（1）当以CD 为轴转动时， AB 棒切割磁感线，当转到AD 边竖直时V d Bd Blv E m 02.05.05.04.02.0=⨯⨯⨯===ω（2分）A r E I m 05.04.002.0===（2分） AB 受到的水平外力应等于AB 边受到的安培力B▲ ▲ ▲N BId F 005.05.005.02.0=⨯⨯==（2分）（2）在转动的过程中，线圈内产生了交变电流，从开始转动到AD 边竖直可视为正弦交变电流的0到T/4 （2分）所以Q==⨯⨯=4.0)2(4.0)2202.0(22πt rE有0.00196J （2分） （3）当以CD 为轴转动时，仅AB 棒切割磁感线。

))(4.0sin(015.03.04.0)4.0sin(02.0V t t r i U BCDA AB =⨯=⨯=（2分）当以AB 为轴转动时，仅CD 棒切割磁感线。

))(4.0sin(005.01.04.0)4.0sin(02.0V t t r i U AB AB +=⨯+=⨯=ππ（2分）第一个周期内AB 两点间的电势差AB U 随时间t 变化的关系为⎩⎨⎧+=))(4.0sin(005.0))(4.0sin(015.0V t V t U AB π s t s s t πππ0.55.25.20≤≤<≤（2分）17．如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x 轴上且长为2L ，高为L 。

纸面内一边长为L 的正方形导线框沿x 轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。

以顺时针方向为导线框中电流的正方向，则能够正确表示运动过程中电流—位移(I －x )关系的是A23．（16分）如图所示，边长为L =0.20m 的单匝正方形金属线框abcd 放在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B =0.50T 有界匀强磁场中，线框的总电阻为R =1.0Ω，线框的右边与磁场边界平行．B（1）若用一水平外力将线框以v=10m/s 的速度匀速拉出磁场 区域，求线框拉出磁场区域的过程中，所需的拉力和线框中ac 两点间的电势差．（2）若用外力使线框以ab 边为轴逆时针在磁场中匀速转动，转动角速度ω=100rad/s ，求线框转动一周的过程中，外力所做的功和线框中产生的热功率．23．（1）（8分）在线框离开磁场的过程中，线框中产生的是恒定直流，BLv E = N 1.022===RvL B I L BF V 5.02121===BLv R I U ac（2）（8分）线框在磁场中转动产生的是正弦交变电流，外力做功等于线框中的焦耳热J 1256.021222=⎪⎭⎫ ⎝⎛===ωπωR BS T R E Q W 线框的热功率2)2(2==R RBS P ωW18．如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u ＝U 0sin ωt 的交流电源，副线圈接一个R ＝27.5 Ω的负载电阻．若U 0＝，ω＝100πrad/s ，则下述结论正确的是（ AC ）A ．副线圈中电压表的读数为55 VB ．副线圈中输出交流电的周期为1s 100πC ．原线圈中电流表的读数为0.5 A D．原线圈中的输入功率为19.如图甲所示，在坐标系xoy 中，有边长为a 的正方形金属线框abcd ，其一条对角线ac 和y 轴重合、顶点a 位于坐标原点O 处．在y 轴的右侧的I,IV 象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab 边刚好重合，左边界与Y 轴重合，右边界与y 轴平行．t ＝0时刻，线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场L 边界的方向穿过磁场区域．取沿a →b →c →d →a 的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i 随时间t 变化的图线是 图乙中的（ A ）25．（20分）如图，与水平面成37°倾斜轨道AB ，其沿长线在C 点与半圆轨道CD （轨道半径R=1m ）相切，全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内。

整个空间存在水平向左的匀强电场，MN 的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场。

一个质量为0.4k g 的带电小球沿斜面下滑，至B 点时速度为100/7B v m s =，接着沿直线BC （此处无轨道）运动到达C 处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且刚好到达D 点，从D 点飞出时磁场消失，不计空气阻力，g ＝10m/s 2，cos37°＝0.8，求： ⑴小球带何种电荷。

⑵小球离开D 点后的运动轨迹与直线AC 的交点距C 点的距离。

⑶小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功。

25．解：⑴正电荷 （4分）⑵依题意可知小球在BC 间做匀速直线运动。

在C 点的速度为：100/7C B v v m s ==（2分）在BC 段其受力如图所示，设重力和电场力合 力为F 。

F ＝qv C B （1分） 又 F ＝mg/cos37°＝5N （1分） 解得：720C F qB v == （1分）在D 处由牛顿第二定律可得：2DD v Bv q F m R += （2分）将720qB =代入上式并化简得：2871000D D v v --=解得4/25/()8D D v m sv m s ==-舍去 （1分） 小球离开D 点后作类平抛运动，其加速度为：a ＝F/m （1分）由2122R at =得：t == （1分）2.26D s v t m == （1分）⑶CD 段克服摩擦力做功W f 由动能定理可得：2212()2f D C W FR m v v --=- （3分） 解得：W f ＝27.6J （2分）８．现设计了一种新型电磁船，它不需螺旋桨推进器，航行时平稳而无声，时速可达100英里.这种船的船体上安装一组强大的超导线圈，在两侧船舷装上一对电池，导电的海水在磁场力作用下即会推动船舶前进.如图所示是超导电磁船的简化原理图，AB 和CD 是与电池相连的导体，磁场由超导线圈产生.以下说法正确是A.船体向右运动B.船体向左运动C.无法断定船体向那个方向运动D.这种新型电磁船会由于良好的动力性能而提高船速8．[解析]海水中电流从CD 一侧流向AB 一侧，故海水受安培力方向向左，船受安培力向右，A 正确，由于超导可以产生很强的磁场，故D 正确． [答案]AD[命题主旨]考查电磁感应综合应用．20．如图所示是世界上早期制作的发电机及电动机的实验装置，有一个可绕固定转轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在蹄形磁铁当中．实验时用导线A 连接铜盘的中心，用导线B 通过滑片与铜盘的边缘连接且接触良好．若用外力摇手柄使得铜盘转动起来时，在AB两端会产生感应电动势；若将AB 导线连接外电源，则铜盘会转动起来．下列说法正确的是（C ）A ．产生感应电动势的原因是铜盘盘面上无数个同心圆环中的磁通量发生了变化B ．若电路闭合时，顺时针转动铜盘，电路中会产生感应电流，且电流从A 端流出C ．通电后铜盘转动起来，是由于铜盘上相当于径向排列的无数根铜条受到安培力作用D ．若要通电使铜盘顺时针转动起来，A 导线应连接外电源的正极19.如图所示，在某交流电路中，有一正在工作的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为n l ＝600匝、n 2＝120匝，电源电压u ＝311sin(100 π t)V ，原线圈中串联一个0.2A 的保险丝， 为保证保险丝不被烧毁，则AC A .负载功率不能超过44WB .副线圈中电流的最大值不能超过1AC .副线圈中电流的有效值不能超过1AD .副线圈中电流的有效值不能超过0.2A14．（16分）如图甲所示，相距为L 的两平行金属导轨MN 、PQ 固定在绝缘水平面上，处于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B ，导轨足够长且电阻不计．两相同金属棒c 和d 与导轨垂直放置，它们的质量均为m ，电阻均为R ，间距为s 0，与导轨间动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．在t =0时刻，对c 棒施加一水平向右的力，使其从静止开始做匀加速直线运动．在t 0时刻，d 棒开始运动，此后保持水平力不变，由速度传感器测得两金属棒的v —t 图象如图乙所示，从t 1时刻开始两金属棒以相同的加速度做匀加速直线运动，此时两金属棒的间距为s ．试求： （1）在0至t 1时间内通过c 棒的电量；（2）t 0时刻回路的电功率和c 棒的速度大小； （3）t 1时刻开始两金属棒的加速度大小．14．（16分）解：（1）从0至t 1这段时间内 qI t（1分）N PQ图甲cd图乙又 0()2BL S S I Rt-=（2分） 解得 0()2BL S S q R-=（1分）（2）设在t 0时刻回路的瞬时感应电流为I ，则对d 棒由平衡条件得 B I L m g μ= （1分） t 0时刻回路的电功率 22P I R =⋅（1分） 解得 222222m g RP B L μ=（1分） 对回路由全电路欧姆定律有 2C B L vI R=（2分）解得 222C mgRv B L μ=（1分） （3）设在t 0时刻，水平外力为F 0，棒c 的加速度为a 0，由牛顿第二定律得00F mg BIL ma μ--=（2分） 而 00Cv a t =（1分）从t 1时刻起，对两金属棒组成的系统，由牛顿第二定律有022F mg ma μ-= （1分） 解得 0220a mgR a B L t μ==（2分）9． 在图中，L 是自感系数足够大的线圈，其直流电阻可以忽略不计，D 1和D 2是两个相同的灯泡，若将电键K 闭合，待灯泡亮度稳定后再断开电键K ，则：( AC )（A ）电键K 闭合时，灯泡D 1和D 2同时亮，然后D 1会变暗直到不亮，D 2更亮 （B ）电键K 闭合时，灯泡D 1很亮，D 2逐渐变亮，最后一样亮 （C ）电键K 断开时，灯泡D 2随之熄灭。