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两个完全相同的电热器分别通以图中(
a
)和
(b)
所示的电流最大值相等的正弦交变电流和方波交变电流,则这两个电热器的热功率之比
P
甲
:P
乙
=_______________。
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P
a
:P
b
=1:2。
对于正弦交变电,其最大值恰等于有效值的
倍,但对于非正弦交变电,其最大值与有效值间的关系一般需要根据有效值的定义来确定。
解答:通以正弦我变电流的电热器的热功率为
P
a
=I
2
R=(I
m
)
2
R=I
m
2
R/2
;通以方波交变电流的电热器,尽管通电时电流方向不断变化,但线时刻流过的电流数值均为
I
m
,且电流的热功率与电流方向无关,所以
P
b
=I
m
2
R
.。于是得
P
a
:P
b
=1:2。
交变电流的有效值与最大值间的关系
I
m
=
I
,只对正弦交变电流才成立。图所示的方波交变电流,有效值等于最大值。
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如图所示,线圈abcd的面积是0.05m
2
,共100匝,线圈电阻r=1Ω, 外电路电阻R=9Ω, 匀强磁场的磁感应强度B=1/πT,当线圈以300r/min的转速匀速转动时,则
(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中电动势的瞬时值表达式。
(2)伏特表和安培表的示数是多少?
(1)该转轮转速是多少?
(2)该同学进一步分析图乙后说:“若能测出图乙中电流脉冲宽度所对应的时间
,就可以求出在
时间内脉冲电流的平均值和小线圈的发热功率”。请你运用所学知识,通过计算对该同学的结论作出评价。
阻值R="50" Ω的电热丝接在电压u=100
sin100πt V的交流电源上,电流表的示数为_______ A,电热丝两端电压表的示数为________ V,在前0.005 s内,流过电热丝的平均电流为_________ A.如果将一个电容器接在该交流电源上,要使电容器不被击穿,所选的电容器能承受的最大电压应不小于__________ V.
如图乙是小型交流发电机的示意图,在匀强磁场中,一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示.发电机线圈内阻为10Ω,外接一只电阻为90Ω的灯泡,不计电路的其他电阻,则( )
A.灯泡两端的电压为198V
B.每秒钟内电流方向改变50次
C.灯泡实际消耗的功率为537.8W
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4J
如图所示,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N内阻不计,绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动,从图示位置开始计时.矩形线圈通过滑环接一理想变压器,滑动触头P上下移动时可改变输出电压,副线圈接有可调电阻R,下列判断正确的是( )
A.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωt
B.矩形线圈从图示位置经过
π
2ω
时间时,通过电流表的电荷量为0
C.当P位置不动,R增大时,电压表读数也增大
D.当P位置向上移动、R不变时,电流表读数减小
如图所示为一小型交流发电机模型,矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴以较小的角速度转动,线圈通过两滑环与电刷和检流计相连,在实验中可看到( )
A.检流计指针将左右摆动
B.线圈平面转到与磁感线相垂直时,检流计的指针偏转最大
C.线圈平面转到与磁感线相平行时,检流计的指针偏转最小
D.线圈匀速转动时,检流计的指针指向一个方向的固定值
A.副线圈两端
MN
的输出电压减小
B.输电线等效电阻上的电压增大
C.通过灯泡
的电流减小
D.原线圈中的电流增大
如图所示,
n
=50匝的矩形线圈
abcd
,边长
ab
=20 cm,bc=25 cm,放在磁感应强度
B
="0." 4 T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线且通过线圈中线
轴匀速转动,转动角速度
="50" rad/s,线圈的总电阻
r
=1Ω,外电路电阻
R
=9Ω。试求:
(1)线圈在图示位置(线圈平面与磁感线平行)时,感应电动势的大小;
(2)1 min时间内电阻
R
上产生的热量
Q
。
关 闭
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