题目内容
(改、银川一中2011届高三年级第六次月考)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交流通入变压器的原线圈,其副线圈两端电压变化如图所示,原、副线圈匝数之比为n1:n2=1:10的理想变压器原线圈两端,则( )A.变压器副线圈两端的电压为U2=100V
B.感应电动势的瞬时值表达式为e=10sinπ(V)
C.t=0.005秒时,穿过副线圈平面的磁通量最大
D.t=0.005秒时,矩形线圈平面与磁场方向平行
【答案】分析:根据图象可以求得输出电压的有效值、周期和频率等,再根据电压与匝数成正比可以求得原线圈电压的瞬时值的表达式,根据瞬时值表达式可以求得在t=0.005秒时的磁通量的情况.
解答:解:A、由图象可以得到变压器副线圈的电压的最大值为10V,所以电压的有效值为10V,所以A错误;
B、由于原、副线圈匝数之比为n1:n2=1:10,根据电压与匝数成正比可得,原线圈的电压的最大值为V,交流电的周期为0.02s,所以ω===100π,所以感应电动势的瞬时值表达式为e=sin100πt(V),所以B错误;
C、当t=0.005秒时,带入e=sin100πt(V)可得,e=sin100π×0.005=sinπ=(V),此时的电压最大,所以此时穿过副线圈平面的磁通量的变化率最大,穿过副线圈平面的磁通量为零,所以C错误;
D、根据C的分析可知,此时穿过副线圈平面的磁通量为零,矩形线圈平面与磁场方向平行,所以D正确.
故选D.
点评:解决本题的关键是交流电的瞬时值表达式的求解,根据瞬时值表达式来分析磁通量的变化的情况.
解答:解:A、由图象可以得到变压器副线圈的电压的最大值为10V,所以电压的有效值为10V,所以A错误;
B、由于原、副线圈匝数之比为n1:n2=1:10,根据电压与匝数成正比可得,原线圈的电压的最大值为V,交流电的周期为0.02s,所以ω===100π,所以感应电动势的瞬时值表达式为e=sin100πt(V),所以B错误;
C、当t=0.005秒时,带入e=sin100πt(V)可得,e=sin100π×0.005=sinπ=(V),此时的电压最大,所以此时穿过副线圈平面的磁通量的变化率最大,穿过副线圈平面的磁通量为零,所以C错误;
D、根据C的分析可知,此时穿过副线圈平面的磁通量为零,矩形线圈平面与磁场方向平行,所以D正确.
故选D.
点评:解决本题的关键是交流电的瞬时值表达式的求解,根据瞬时值表达式来分析磁通量的变化的情况.
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