9.如圖甲所示,交流發(fā)電機的矩形線圈邊長ab=cd=0.2m,ad=bc=0.4m,線圈匝數(shù)為50匝,線圈的總電阻r=1Ω,線圈在磁感應(yīng)強度B=0.2T的勻強磁場中繞垂直磁場的虛線軸以$\frac{100}{π}$t/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動,外接電阻R=9Ω,電壓表為理想交流電表,則( 。
A.圖甲中交流電壓表的示數(shù)為80$\sqrt{2}$V
B.圖甲中電阻R上消耗的電功率為1152$\sqrt{2}$W
C.如圖乙所示,在外電路接上原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=3:1的理想變壓器時,電阻R上消耗的電功率最大
D.如圖乙所示,在外電路接上原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=1:3的理想變壓器時,電阻R上消耗的電功率最大

分析 圖甲中,求出線圈的感應(yīng)電動勢,再根據(jù)歐姆定律和電功率公式求出交流電壓表的示數(shù)和電阻R上消耗的電功率;將理想變壓器和電路中的電阻R等效為電阻R′,當(dāng)R′=r時電源的輸出功率最大,結(jié)合變壓器的變壓規(guī)律可得到匝數(shù)比.

解答 解:A、線圈轉(zhuǎn)動的角速度$ω=2πn=2π×\frac{100}{π}=200rad/s$,發(fā)電機產(chǎn)生正弦式交流電,電動勢最大值${E}_{m}^{\;}=NBSω=50×0.2×0.2×0.4×200=160V$,電動勢的有效值$E=\frac{\sqrt{2}}{2}{E}_{m}^{\;}=80\sqrt{2}V$,交流電壓表V的示數(shù)為外電壓的有效值為$U=\frac{R}{R+r}E=72\sqrt{2}V$,故A錯誤;
B、電阻R上消耗的電功率$P=\frac{{U}_{\;}^{2}}{R}=1152W$,故B錯誤;
CD、將理想變壓器和電阻R等效為電路中的一個電阻R′,$\frac{R′}{R}=\frac{\frac{{U}_{1}^{\;}}{{I}_{1}^{\;}}}{\frac{{U}_{2}^{\;}}{{I}_{2}^{\;}}}=\frac{{n}_{1}^{2}}{{n}_{2}^{2}}$,電源的輸出功率${P}_{出}^{\;}=(\frac{E}{R′+r})_{\;}^{2}R′$,當(dāng)R′=r=1Ω時,${P}_{出}^{\;}$最大,$\frac{{n}_{1}^{\;}}{{n}_{2}^{\;}}=\sqrt{\frac{R′}{R}}=\frac{1}{3}$,故C錯誤,D正確
故選:D

點評 理想變壓器是理想化模型,一是不計線圈內(nèi)阻;二是沒有出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象.輸入電壓決定輸出電壓,而輸出功率決定輸入功率.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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17.甲、乙兩地相距8m,物體A由甲地向乙地由靜止出發(fā)做勻加速直線運動,加速度為2m/s2;物體B由乙地(在甲地之前)出發(fā)做勻速直線運動,速度是4m/s,運動方向跟A一致,但比A早1s開始運動.問:物體A出發(fā)后經(jīng)幾秒鐘追上物體B?相遇處距甲地多遠?相遇前什么時候兩物體相距最遠?相距幾米?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖所示,MPQO為有界的豎直向下的勻強電場,電場強度為E,ACB為固定的光滑半圓形軌道,軌道半徑為R,A、B為圓水平直徑的兩個端點,AC為四分之一圓。粋質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球,從A點正上方高為H處由靜止釋放,并從A點沿切線進入半圓軌道.不計空氣阻力及一切能量損失,重力加速度為g.關(guān)于帶電小球的運動情況,下列說法正確的是(  )
A.小球從B點離開后上升的最大高度為H+$\frac{qER}{mg}$
B.小球從B點離開后上升的最大高度H-$\frac{qER}{mg}$
C.小球到達C點前瞬間對軌道的壓力大小為2qE+mg($\frac{2H}{R}$+3)
D.小球到達C點前瞬間對軌道的壓力大小為3qE+mg($\frac{2H}{R}$+3)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

17.如圖所示,邊長為L=0.20m的正方形金屬線框,放在光滑,絕緣的水平面上,線框的總電阻為R=1.0Ω,有界勻強磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強 度大小為B=0.50T,線框的右邊與磁場邊界平行.現(xiàn)用一水平外力將線框以v=10m/s的速度勻速拉出磁場區(qū)域.求:
(1)線框離開磁場的過程中受到的安培力的大小.
(2)線框完全拉出磁場區(qū)域的過程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.為了浴室用電安全,某同學(xué)用理想變壓器降壓給浴室供電;如圖所示,理想變壓器原線圈輸入交變電壓u=3.11sin100πt(V),變壓器原副線圈匝數(shù)比為5:1,已知照明燈額定功率為66W,排氣扇電動機內(nèi)阻為1Ω,電流表示數(shù)為3A,各用電器均正常工作,電表均為理想電表,則( 。
A.電壓表示數(shù)為62VB.變壓器的輸入功率為186W
C.排氣扇輸出功率為63.75WD.保險絲熔斷電流不得低于3A

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.如圖所示,在水平放置的兩平行金屬板之間、有場強為E的勻強電場和磁感強度為B的勻強磁場,有一束質(zhì)量、電量、電性和運動速度均不相同的粒子(不計重力),沿水平方向射入,從擋板上的S小孔中穿出.(  )
A.當(dāng)E=B時,所有粒子均能穿過S小孔
B.當(dāng)υ>$\frac{E}{B}$時,所有粒子均打在S小孔的上部擋板
C.當(dāng)υ<$\frac{E}{B}$時,所有粒子均打在S小孔的下部擋板
D.當(dāng)υ=$\frac{E}{B}$時,所有粒子均能穿過S小孔

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

1.如圖甲所示,質(zhì)量為0.2kg的金屬棒ab與導(dǎo)軌間摩擦因數(shù)μ=0.2,阻值R=0.8Ω的電阻連在導(dǎo)軌右端.裝置處于豎直向下的勻強磁場中.從零時刻開始,對ab棒施加一水平向左的恒力,使其從靜止開始沿導(dǎo)軌滑動,滑動過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,兩導(dǎo)軌間的距離為0.2m.圖乙是棒的v-t圖象.其中OA是圖象在O點的切線,AB是圖象的漸近線.除R以外,其余部分的電阻均不計.己知:當(dāng)棒的位移為10m時,其速度達到了最大速度8m/s.求:

(1)磁感強度B的大小;
(2)在棒運動10m過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

18.單匝矩形線圈abcd放置在水平面內(nèi),線圈面積為S=100cm2,線圈處在勻強磁場中,磁場方向與水平方向成30°角,求:
(1)若磁場的磁感應(yīng)強度B=0.1T,則穿過線圈的磁通量為多少?
(2)若磁感應(yīng)強度方向改為與線圈平面垂直,且大小按B=0.1+0.3t(T)的規(guī)律變化,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

19.如圖所示,直線A為電源的U-I圖線,直線B和C分別為電阻R1和R2的U-I圖線,用該電源分別與R1、R2組成閉合電路時
(1)電源的電動勢E和r
(2)電源的輸出功率P1、P2

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