磁场与交变电流

1.一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，正确的是(　　)

A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大

B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变

C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大

D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小

2.如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想电流表。开始时开关S接通，当S断开时，以下说法正确的是(　　)

A．原线圈两端P、Q间的输入电压减小

B．等效电阻R上的功率变大

C．原线圈中电流表示数变大

D．灯泡L1和L2变亮

3.如图所示为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R＝10 Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u ＝220sin 100πt(V)，当用电器电阻R0＝11 Ω时(　 　)

A通过用电器R0的电流有效值是20 A

B．升压变压器的输入功率为4 650 W

C．发电机中的电流变化频率为100 Hz

D．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小

4.如图所示，某理想变压器原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交变电流，在其他条件不变的情况下，为使变压器的输入功率增大，可使(　 　)

A原线圈匝数n1增加

B．副线圈匝数n2增加

C．负载电阻R的阻值增大

D．负载电阻R的阻值减小

5.如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A。那么(　 　)

A．线圈消耗的电功率为4 W

B．线圈中感应电流的有效值为2 A

C．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cost

D．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝sint

6.一个探究性学习小组利用示波器，绘制出了一个原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器,副线圈两端输出电压u随时间t变化的图象如图所示（图线为正弦曲线）。则下列说法错误的是 （ ）

A．该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=20sin（100t）V

B．接在副线圈两端的交流电压表的示数为7．1V

C．该变压器原线圈输入频率为50 Hz

D．接在副线圈两端阻值为20 Ω的白炽灯，消耗的功率为2．5W

7.一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电荷量q随时间t变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为 （ ）

A．U B．R C． D．

8.在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线（ ）

A.受到竖直向上的安培力 B.受到竖直向下的安培力

C.受到由南向北的安培力 D.受到由西向东的安培力  

9.如图所示，一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈接入电压为220 V的照明用电，一只理想二极管和一个阻值为10 Ω的电阻R串联接在副线圈上。则以下说法中正确的是(　　)

A1 min内电阻R上产生的热量为 1 452 J

B．电压表的读数约为15.6 V

C．二极管两端的最大电压为22 V

D．若将R换成一个阻值大于10 Ω的电阻，则电流表读数变大

10.如图甲所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度ω匀速逆时针转动．设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点．那么，在图乙中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是(　　)

11．如图所示，理想变压器有两个副线圈，原线圈1接220 V的交流电源，副线圈2的匝数为30匝，两端接有“12 V　12 W“的灯泡L正常发光，副线圈3的输出电压为110 V，两端接有电阻R，通过R的电流为0.4 A，求：

(1)副线圈3的匝数n3；

(2)原线圈1的匝数n1和通过它的电流I1。

12.一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为50 kW，输出电压为500 V，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成的电压损失不计，求：

(1)升压变压器副线圈的端电压；

(2)输电线上损耗的电功率；

(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。

13.如图为质谱仪原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器。选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右。已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。可测量出G、H间的距离为l。带电粒子的重力可忽略不计。求：（1）粒子从加速电场射出时速度v的大小。（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向。（3）偏转磁场的磁感应强度B2的大小。

14.如图所示，一质量为m，带电量为＋q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为30°，同时进入场强为E、方向沿与x轴负方向成60°角斜向下的匀强电场中，通过了b点正下方的c点，如图所示.粒子的重力不计，试求：

(1)圆形匀强磁场区域的最小面积.

(2)c点到b点的距离s.

15.如图甲所示，空间存在B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=0.2m， R是连接在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是棒的v-t图象，其中OA段是直线，AC是曲线，DE是曲线图象的渐近线，小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W，此后保持功率不变。除R外，其余部分电阻均不计，g=10m/s2。试求：

（1）导体棒ab在0－12s内的加速度大小；

（2）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数及电阻R的值；

（3）若t=17s时，导体棒ab达最大速度，从0－17s内共发生位移100m，试求12－17s内，R上产生的热量是多少。