交變電流的產(chǎn)生及其描述

1、考點規(guī)范練32交變電流的產(chǎn)生及其描述一、單項選擇題矩形線圈的面積為S,匝數(shù)為，在磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場中，繞垂直于磁場的軸。，以角速度刃勻速轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場垂直的圖示位置時線圈中的電動勢為nBS線圈中的電動勢為0穿過線圈的磁通量為0穿過線圈的磁通量變化率最大答案:B解析:圖示時刻線框的四邊都不切割磁感線,不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,即線圈中的電動勢為0,故選項A錯誤, 選項B正確;圖示時刻線框與磁場垂直,磁通量最大，為=BS,故選項C錯誤;圖示位置線圈中的電動 勢為0,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n可知穿過線圈的磁通量變化率為0,故選項D錯誤。（2015-江淮十校聯(lián)考）如圖所示，一交變電流隨時

2、間變化的圖象，則此交變電流的有效值為（）23 4海_A2_ A一 A3 A |導學號 34220361答案:C解析:設(shè)此交變電流的有效值為/,周期為7,電阻為R,則I2RT= p R- p R,解得1= - A,故C正確。3.（2015-云南昆明三中、玉溪一中統(tǒng)考）將阻值為100 Q的電阻絲繞成一個110匝的閉合矩形線圈， 讓其在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢如圖乙所示。則下列說法正確 的是（）=0時刻線圈應(yīng)轉(zhuǎn)到圖甲所示的位置該線圈的轉(zhuǎn)速為100n r/s穿過線圈的磁通量的最大值1 Wb線圈轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的電熱為9.68 J答案:D解析:t=0時刻線圈中感應(yīng)電動勢為零，

3、線圈應(yīng)轉(zhuǎn)到中性面位置,即與題圖甲所示的位置垂直，選項A錯 誤;由題圖乙可知，周期為0.02 s,該線圈的角速度為rn=100n rad/s，轉(zhuǎn)速為n=50 r/s,選項B錯誤；由題圖乙可知，感應(yīng)電動勢最大值Em=311 V,而EqNBSs所以穿過線圈的磁通量的最大值為BS=一 Wb,選項C錯誤;感應(yīng)電動勢有效值為E=220 V,線圈轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的電熱為Q=T=9.68 J,選項 D 正確。4.某家用電路如圖所示A B間接有保險絲、交流電壓表、“220 V 880 W”的電飯鍋及“220 V 220 W的抽油煙機。現(xiàn)接入電壓=311sin 100MV）的交變電流，以下說法正確的是（）抽油炯機交流

4、電壓表的示數(shù)為311 V電飯鍋發(fā)熱功率是抽油煙機發(fā)熱功率的4倍電路要正常工作,保險絲的額定電流不能小于5 A1 min抽油煙機和電飯鍋消耗的電能共為6.6x103 J答案:C解析:交流電壓表的示數(shù)為有效值，若不考慮保險絲的電阻,交流電壓表的示數(shù)為V=220 V,選項A 錯誤;電飯鍋是將電能全轉(zhuǎn)化為熱能,但抽油煙機只有一小部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，因此，在正常工作下，電飯鍋熱4,選項B錯誤;由公式P=UI知電路要正常工作,干路中電流為5 A,所以保險絲的額定電 抽油煙機熱流不能小于5 A,選項C正確;1 min抽油煙機和電飯鍋消耗的電能共為W=（P機+P鍋）=6.6x104 J,選項 D錯誤。右圖為交

5、流發(fā)電機示意圖，線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K 上,CD邊連在滑環(huán)L上，導體制作的兩個電 刷E、F分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接。關(guān)于其工作過 程，下列分析正確的是（）當線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過線圈的磁通量最大當線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，線圈中的感應(yīng)電流最大當線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，穿過線圈的磁通量最大當線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，線圈中的感應(yīng)電流最小答案:A解析:當線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間,穿過線圈的磁通量最大，磁通量變化率為零，感應(yīng)電動勢為零，線 圈中的感應(yīng)電流為零，選項A正確,B錯誤;當線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，穿過線圈的磁通量

6、最小,磁通量變化率最大，感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流最大，選項C、D均錯誤。一矩形線圈,在勻強磁場中繞垂直磁感線的對稱軸轉(zhuǎn)動，形成如圖所示的交流電動勢圖象，根據(jù)圖象 提供的信息,以下說法不正確的是（）線圈轉(zhuǎn)動的角速度為一 rad/s電動勢的有效值為14.1 V= 1.0 x10-2 s時，線圈平面和磁場方向的夾角為30= 1.5x10-2 s時,穿過線圈平面的磁通量最大答案:D解析:角速度grad/s,A項正確;電動勢的有效值E+14.1 V,B項正確;電動勢的瞬時值e=20sin RV）,將=1.0 x10-2 s代入該式，解得6=-,這是線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過的夾角，故線圈平面 和磁場方向的夾角

7、為30 ,C項正確;=1.5x10-2 s時，線圈平面與磁場平行,磁通量最小,D項錯誤。二、多項選擇題矩形線框繞垂直于勻強磁場且沿線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了交變電流下列說法正確的是（）當線框位于中性面時，線框中感應(yīng)電動勢最大當穿過線框的磁通量為零時，線框中的感應(yīng)電動勢也為零每當線框經(jīng)過中性面時，感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流方向就改變一次線框經(jīng)過中性面時，各邊不切割磁感線答案:CD解析:線框位于中性面時，線框平面與磁感線垂直,穿過線框的磁通量最大，但此時切割磁感線的兩邊 速度方向與磁感線平行，不切割磁感線,穿過線框的磁通量的變化率等于零，所以感應(yīng)電動勢等于零， 感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的方向在此時刻改變。

8、垂直于中性面時，穿過線框的磁通量為零，切割磁感線 的兩邊的速度與磁感線垂直，有效切割速度最大，此時穿過線框的磁通量的變化率最大,所以感應(yīng)電動 勢最大,綜上所述選項C、D正確。（2015-廣東調(diào)研）如圖所示，矩形線圈abcd繞軸00勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電流,在圖示位置開始計時，則 下列說法正確的是（）A.=0時穿過線圈的磁通量最大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大=-（T為周期）時感應(yīng)電流沿abcda方向若轉(zhuǎn)速增大為原來的2倍,則交變電流的頻率是原來的2倍導學號 34220362若轉(zhuǎn)速增大為原來的2倍，則產(chǎn)生的電流有效值為原來的4倍 答案:BC解析:t=0時刻,穿過線圈的磁通量最大，但ab. cd邊切割磁感線的有

9、效速率為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 為零,A錯誤;根據(jù)線圈的轉(zhuǎn)動方向，確定-時線圈的位置，用右手定則可以確定線圈中的感應(yīng)電流方向 沿abcda方向,B正確;根據(jù)轉(zhuǎn)速和頻率的定義可知C正確;根據(jù)刃=2 7f,Em=nBSrn,E,I=一可知電總流有效值變?yōu)樵瓉淼?倍,D錯誤。3甲9.如圖甲所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動, 產(chǎn)生的交流電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示,則（）兩次t=0時刻線圈平面均與中性面重合曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2： 3曲線a表示的交流電動勢頻率為25 Hz曲線b表示的交流電動勢有效值為10 V I導學號34220363 答案

10、:AC解析:由圖象可知,兩次轉(zhuǎn)動都是從中性面開始計時的，故A正確；曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)動的周期之比為2 : 3,則轉(zhuǎn)速之比為3 : 2,故B錯誤；曲線a的周期Ta=4x10-2 s,則曲線a表示的交流電動勢頻率f=25 Hz，故C正確;交流電動勢的最大值E =nBSrn,則曲線a、 b表示的交流電動勢的峰值之比為Ema : Emb=rna : rnb=3 : 2,即E*ETO V,故曲線b表示的交流電動勢的有效值為E 有= V=5 V,D錯誤。10.(2015-河北衡水調(diào)研)如圖所示，矩形線圈面積為S,匝數(shù)為N,線圈電阻為，在磁感應(yīng)強度為B的勻 強磁場中繞00軸以角速度3勻速轉(zhuǎn)動,外電路電阻

11、為R,當線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60的過程中，下列 判斷正確的是()電壓表的讀數(shù)為一通過電阻R的電荷量為q=電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱為Q=當線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60時的電流為答案:AB解析:線圈在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了正弦式交變電流，其電動勢的最大值E =NBS3,電動勢的有效值E=,電壓表的讀數(shù)等于交流電源路端電壓,且為有效值，則U=,A正確;求通過電阻R的電荷量要用交變電流的平均電流,則q= =，故B正確;電阻R上產(chǎn)生的熱量應(yīng)，故C錯誤;線圈由圖，故D錯誤該用有效值來計算,則電阻R所產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt= =示位置轉(zhuǎn)過60時的電流為瞬時值，則i=sin rnt=sin -三、非選擇題小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈

12、在勻強磁場中以恒定的角速度3繞垂直于磁場的固定軸轉(zhuǎn)動。線圈匝數(shù) n=100。穿過每匝線圈的磁通量中隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖所示。發(fā)電機內(nèi)阻r=5.0 Q，外電路電 阻 R=95 Q 。求：0-L0(1) 一個周期內(nèi)，線圈發(fā)熱產(chǎn)生的熱量;(2)線圈從中性面起轉(zhuǎn)動半周的過程中，流過R的電荷量 答案:(1)0.157 J (2)2x10-2 C解析:(1 )線圈產(chǎn)生的熱量 Q=PRt= x5x2nx10-2 J=0.157 J,(2)流過R的電荷量q= t=1=1=，代入數(shù)據(jù)可得q=2x10-2 C圖甲為一臺小型發(fā)電機的示意圖，單匝線圈逆時針轉(zhuǎn)動。若從中性面開始計時，產(chǎn)生的電動勢隨時 間的變化規(guī)律如圖乙所示。已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為1.0 Q，外接燈泡的電阻為9.0 Q。法,甲乙寫出流經(jīng)燈泡的瞬時電流的表達式；求轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的最大磁通量；線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，求外力所做的功。導學號 34220364答案：(1)，=- sin 100MA) (2)2.7x10-2 Wb (3)7.2x10-2 J解析：(1)由題圖乙得e=Emsin rnt=6 sin 100nt(V)則電流 i= -sin