精英家教網(wǎng)如圖所示,一矩形導線框ABCD處于水平勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,線框ABCD的輸出端通過電刷與電流表、理想變壓器原線圈相連,副線圈兩端接有一只“18V、12W”的燈泡L.當線框ABCD轉(zhuǎn)速n=50r/s時,燈泡L正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)為0.2A.
(1)求通過燈泡L的電流周期;
(2)求變壓器原、副線圈匝數(shù)之比;
(3)從線框ABCD經(jīng)中性面位置開始計時,寫出線框中產(chǎn)生的感應電流瞬時值的表達式.
分析:(1)通過燈泡的電流周期等于線框轉(zhuǎn)動的周期,根據(jù)T=
ω
列式求解即可;
(2)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,根據(jù)P=UI求解輸入電壓,然后根據(jù)變壓比公式求解變壓器的原副線圈匝數(shù)比;
(3)先根據(jù)Im=
2
I
求解電流的最大值,然后根據(jù)公式i=Imsin
T
t
求解電流的瞬時表達式.
解答:解:(1)變壓器不改變交變電流的周期,通過燈泡的電流周期等于線框轉(zhuǎn)動的周期,即
T=
ω
=
2π×50
=0.02s                  
(2)設原線圈兩端電壓為U1
根據(jù)題意 有P=I1U1
解得U1=
P
I1
=
12W
0.2A
=60V                 
根據(jù)變壓比公式,有:
U1
n1
=
U2
n2

解得:
n1
n2
=
U1
U2
=
10
3

(3)線框轉(zhuǎn)動的角速度ω=2πn=100πrad/s           
線框中感應電流的最大值Im=
2
I
=0.2
2
A

線框中感應電流的瞬時值i=Imsinωt=0.2
2
sin100πt
A 
答:(1)通過燈泡L的電流周期為0.02s;
(2)變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10:3;
(3)從線框ABCD經(jīng)中性面位置開始計時,線框中產(chǎn)生的感應電流瞬時值的表達式為i=0.2
2
sin100πt
A.
點評:本題關鍵是記住交變電流的瞬時值表達式和有效值表達式,同時要結(jié)合理想變壓器的功率比和變壓器公式列式求解.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?浙江)如圖所示,一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過O點垂直紙面的水平軸轉(zhuǎn)動,其在紙面上的長度為L1,垂直紙面的寬度為L2.在膜的下端(圖中A處)掛有一平行于轉(zhuǎn)軸,質(zhì)量為m,長為L2的導體棒使膜成平面.在膜下方水平放置一足夠大的太陽能光電池板,能接收到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的所有光能,并將光能轉(zhuǎn)化成電能.光電池板可等效為一個一電池,輸出電壓恒定為U;輸出電流正比于光電池板接收到的光能(設垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定).導體棒處在方向豎直向上的勻強磁場B中,并與光電池構成回路,流經(jīng)導體棒的電流垂直紙面向外(注:光電池與導體棒直接相連,連接導線未畫出).
(1)現(xiàn)有一束平行光水平入射,當反射膜與豎直方向成θ=60°時,導體棒處于受力平衡狀態(tài),求此時電流強度的大小和光電池的輸出功率.
(2)當θ變成45°時,通過調(diào)整電路使導體棒保持平衡,光電池除維持導體棒平衡外,還能輸出多少額外電功率?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過O點垂直紙面的水平軸轉(zhuǎn)動,其在紙面上的長度為L1,垂直紙面的長度為L2.在膜的下端(圖中A處)掛有一平行于轉(zhuǎn)軸,質(zhì)量為m,長為L3的導體棒使膜形成平面.在膜下方水平放置一足夠大的太陽能光電池板,能接收到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的所有光能,并將其轉(zhuǎn)化成電能.光電池板可等效為一個電池,輸出電壓恒定為U;輸出電流正比于光電池板接收到的光能(設垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定).導體棒處在方向豎直向上的勻強磁場B中,并與光電池構成回路,流經(jīng)導體棒的電流垂直紙面向外(注:光電池與導體棒直接相連,連接導線未畫出).
(1)再有一束平行光水平入射,當反射膜與豎直方向成θ=60°時,導體棒受力處于平衡狀態(tài),求此時電流強度的大小和光電池的輸出功率.
(2)當θ變成45°時,光電池板接收到的光能對應的功率P’與當θ=60°時光電池板接收到的光能對應的功率P之比?
(3)當θ變成45°時,通過調(diào)整電路使導體棒保持平衡,光電池除維持導體棒處于平衡外,還能輸出多少額外電功率?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一個矩形導線框用絕緣細軟線懸掛在一根較長的豎直導線AB的右邊,且導線框和導線AB在同一平面內(nèi),當導線AB中的電流增大時,線框?qū)ⅲā 。?/div>

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2014級重慶市高三(上)入學考試物理試卷(解析版) 題型:計算題

(16分)如圖所示,一矩形導線框ABCD處于水平勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,線框ABCD的輸出端通過電刷與電流表、理想變壓器原線圈相連,副線圈兩端接有一只“18V、12W ”的燈泡L。當線框ABCD轉(zhuǎn)速時,燈泡L正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)為0.2A。

(1)求通過燈泡L的電流周期;

(2)求變壓器原、副線圈匝數(shù)之比;

(3)從線框ABCD經(jīng)中性面位置開始計時,寫出線框中產(chǎn)生的感應電流瞬時值的表達式。

 

查看答案和解析>>

同步練習冊答案