如图所示,有一矩形线圈的面积为 S ,匝数为 N ,电阻不计,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。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器的原线圈,副线圈接固定电阻 R 0 和滑动变阻器 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=NBSωcos ωt
B . 矩形线圈从图示位置经过 时间内,通过电流表 A 1 的电荷量为 0
C . 当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中,电流表 A 1 和 A 2 示数都变小
D . 当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中,电压表 V 1 示数不变, V 2 和 V 3 的示数都变小
AC
【解析】
因为线圈是从垂直中性面开始计时,所以矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 e=NBSωcosωt ,故 A 正确; t= 时,线圈从垂直中性面转到中性面,磁通量一直增大,感应电流方向不变平均感应电动势不为 0 ,平均电流不为 0,q= • △ t ,所以通过电流表 A 1 的电荷量不为 0 ,故 B 错误;滑动变阻器滑片向上滑动过程中,变阻器阻值变大,根据欧姆定律,副线圈电流变小,根据电流与匝数成反比,知原线圈电流减小,即电流表 A 1 和 A 2 示数都变小,故 C 正确;滑动变阻器滑片向上滑动过程中,变阻器连入电路电阻变大,原线圈电压 U 1 不变,匝数比不变,副线圈两端的电压不变,所以电压表 V 1 的示数不变,副线圈电阻变大,电流变小,电阻 R 0 两端的电压变小,变阻器两端的电压变大,即电压表 V 3 的示数变大,故 D 错误;故选 AC。
【点睛】
本题主要是考查了变压器的知识;解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比,在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比;知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等.
变压器:
构造 | |
原线圈:接在电源上的线圈 副线圈:连接负载的线圈 铁芯:硅钢叠合成的闭合框架,能增强磁场和集中磁感线 | |
工作原理 | 原线圈输入交变电流→铁芯中产生变化磁场→ 通过副线圈磁通量变化→副线圈上产生感应电动势→对负载供电 |
备注 | ①互感现象是变压器的工作基础,其实质是电磁感应现象。 ②若在原线圈上加交流电压,副线圈上空载(开路),则副线圈上存在感应电动势。 ③变压器改变电压的作用只适用于交变电流,不适用于恒定电流。 ④其能量转化的过程为: |
变压器与分压器的比较:
常见变压器:
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