选择题6.0分
物理

2.在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈,绕垂直磁场的轴匀速转动,产生如图甲所示的正弦交流电,把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端,电压表和电流表均为理想电表,Rt为热敏电阻(温度升高时其电阻减小),R为定值电阻。下列说法正确的是 ()

A

t=0.01s末,矩形线圈平面与磁场方向平行

B

变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin50πt(V)

C

Rt处温度升高时,电压表V1、V2示数的比值不变

D

Rt处温度升高时,电流表的示数变大,变压器输入功率变大

正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

A选项,在t=0.01s末,由图可知电压为零,所以磁通量变化率为0,所以矩形线圈平面与磁场方向垂直,故错误。

B选项,交变电压的瞬时表达式: uumsin ωt(V),由题可知um=36,T=0.02s,ω=,代入数据得u=36sin100πt,故错误。

C选项,V1测变压器的输入电压,V2测Rt的电压,由于输出电压不变,当Rt的温度升高时,电阻变小,Rt的分得的电压减小,故V2的示数减小;由于V1测输入电压,稳定不变,故电压表V1、V2示数的比值变大,故错误。

D选项,变压器中输出电压不变,当Rt的温度升高时,线路中总电阻变小,总电流变大,导致变压器的输入电流变大,又因为输入电压不变,故输出功率P=IU变大,故D选项正确。

考查方向

1、考查导线框在磁场中旋转时产生交变电压的情况:当矩形线圈平面与磁场方向平行时,磁通量变化率最小,瞬时感应电动势为零;矩形线圈平面与磁场方向垂直时,磁通量变化量最大,瞬时感应电动势最大。

2、考查理想变压器中原副线圈中电压、电流与匝数的关系:U1:U2=n1:n2,I1:I2=n2:n1;及理想变压器的特点:副线圈电压由原线圈决定,一般稳定不变,原线圈电流由副线圈决定,随副线圈电流增大而增大。

3、考查根据交变电压的图像写出交变电压的表达式。

4、考查热敏电阻的电阻大小随温度变化关系。

解题思路

1、首先应该清楚导线框在磁场中旋转时产生交变电压的特点。

2、清楚理想变压器的特点:副线圈电压由原线圈决定,一般稳定不变,原线圈电流由副线圈决定,随副线圈电流增大而增大。

易错点

1、对电压表V2测量的电压混淆,容易误认为是测的变压器的输出电压。

2、我认为热敏电阻的电阻大小随温度升高而增大。

3、对理想变压器中电压、电流的决定性模糊不清。

知识点

正弦式电流的图象和三角函数表达式 变压器的构造和原理