第一节 交变电流

一、选择题

1．图3－2－15中，哪些情况线圈中不能产生交流电( )

图3－2－15

2．一个矩形线框的面积为S ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂

直的位置开始计时，转速为n 转/秒，则( )

A ．线框产生交变电动势的最大值为n πBS

B ．线框产生交变电动势的有效值为2n πBS /2

C ．从开始转动经过14

周期，线框中的平均感应电动势为2nBS D ．感应电动势瞬时值表达式为e ＝2n πBS sin2n πt

3．如图3－2－16所示，一正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′

匀速转动．沿着OO ′观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B ，线

圈匝数为n ，边长为l ，电阻为R ，转动的角速度为ω.则当线圈转至图示位置时( )

图3－2－16

A ．线圈中的感应电流的方向为abcda

B ．线圈中的感应电流为nBl 2ωR

C ．穿过线圈的磁通量为Bl 2

D ．穿过线圈的磁通量的变化率为0

4．(2011年济南高二检测)小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，

产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图3－2－17所示．此线圈与一个R ＝10 Ω的

电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是( )

图3－2－17 A ．交变电流的周期为0.125 s

B ．交变电流的频率为8 Hz

C ．交变电流的有效值为 2 A

D ．交变电流的最大值为4 A

5．(2011年如皋高二检测)某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交

变电流的图象如图3－2－18所示，由图中信息可以判断()

图3－2－18

A．在A和C时刻线圈处于中性面位置

B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零

C．从O时刻到D时刻线圈转过的角度为2π

D．若从O时刻到B时刻历时0.02 s，则交变电流的频率为50 Hz

6．一只标有“220 V 100 W”的灯泡，接在U＝311sin314t V的电源上，则下列说法中正确的是()

A．灯泡不能正常发光

B．通过灯泡的电流为i＝0.45sin314t A

C．与灯泡并联的交流电压表的示数为220 V

D．与灯泡串联的交流电流表的示数为0.03 A

7．(2011年重庆高二检测)一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动．线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图3－2－19所示．下面说法中正确的是()

图3－2－19

A．t1时刻通过线圈的磁通量为零

B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大

8．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e＝2202sin100πt(V)，那么() A．该交变电流的频率是100 Hz

B．当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直

C．当t＝1

200s时，e有最大值

D．该交变电流电动势的有效值为220 2 V

9．如图3－2－20所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强

磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，t＝0

时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcda为正方向，则线圈内

感应电流随时间变化的图象是()

图3－2－20

10．(2011年泉州高二检测)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图3－2－22甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则()

图3－2－22 A ．电压表V 的示数为220 V

B ．电路中的电流方向每秒钟改变50次

C ．灯泡实际消耗的功率为484 W

D ．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J

二、非选择题

11．如图3－2－23所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度B ＝0.5 T ，线圈匝数n ＝50，每匝线圈面积0.48 m 2，转速150 r/min ，在匀速转动过程中，从图示位置开始计时．

图3－2－23

(1)写出交变感应电动势瞬时值的表达式；

(2)画出e －t 图线．

图3－2－24

12．如图3－2－24所示，边长为a 的单匝的正方形线圈处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，以OO ′边为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻R .求：

(1)线圈从图示位置转过π2

的过程中产生的热量Q ； (2)线圈从图示位置转过π2

的过程中通过线圈某截面的电荷量q .