交变电流的产生及其描述

考点规范练32 交变电流的产生及其描述

一､单项选择题

1.矩形线圈的面积为S,匝数为n,在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω匀速转动｡当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时()

A.线圈中的电动势为nBSω

B.线圈中的电动势为0

C.穿过线圈的磁通量为0

D.穿过线圈的磁通量变化率最大

答案:B

解析:图示时刻线框的四边都不切割磁感线,不产生感应电动势,即线圈中的电动势为0,故选项A错误,选项B正确;图示时刻线框与磁场垂直,磁通量最大,为Φ=BS,故选项C错误;图示位置线圈中的电动势为0,根据法拉第电磁感应定律E=n可知穿过线圈的磁通量变化率为0,故选项D错误｡

2.(2015·江淮十校联考)如图所示,一交变电流随时间变化的图象,则此交变电流的有效值为()

A. A

B.2 A

C. A

D.3 A〚导学号34220361〛

答案:C

解析:设此交变电流的有效值为I,周期为T,电阻为R,则I2RT=R·R·,解得I= A,故C正确｡

3.(2015·云南昆明三中､玉溪一中统考)将阻值为100 Ω的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈,让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感应电动势如图乙所示｡则下列说法正确的是()

A.t=0时刻线圈应转到图甲所示的位置

B.该线圈的转速为100π r/s

C.穿过线圈的磁通量的最大值为 Wb

D.线圈转一周所产生的电热为9.68 J

答案:D

解析:t=0时刻线圈中感应电动势为零,线圈应转到中性面位置,即与题图甲所示的位置垂直,选项A错误;由题图乙可知,周期为0.02 s,该线圈的角速度为ω==100π rad/s,转速为n==50 r/s,选项B错误;

由题图乙可知,感应电动势最大值E m=311 V,而E m=NBSω,所以穿过线圈的磁通量的最大值为

BS= Wb,选项C错误;感应电动势有效值为E=220 V,线圈转一周所产生的电热为

Q=T=9.68 J,选项D正确｡

4.某家用电路如图所示,A､B间接有保险丝､交流电压表､“220 V 880 W”的电饭锅及“220 V 220 W”的抽油烟机｡现接入电压u=311sin 100πt(V)的交变电流,以下说法正确的是()

A.交流电压表的示数为311 V

B.电饭锅发热功率是抽油烟机发热功率的4倍

C.电路要正常工作,保险丝的额定电流不能小于5 A

D.1 min抽油烟机和电饭锅消耗的电能共为6.6×103 J

答案:C

解析:交流电压表的示数为有效值,若不考虑保险丝的电阻,交流电压表的示数为 V=220 V,选项A 错误;电饭锅是将电能全转化为热能,但抽油烟机只有一小部分电能转化为热能,因此,在正常工作

>4,选项B错误;由公式P=UI知电路要正常工作,干路中电流为5 A,所以保险丝的额定电下,电饭锅热

抽油烟机热

流不能小于 5 A,选项C正确;1 min抽油烟机和电饭锅消耗的电能共为W=(P机+P锅)t=6.6×104 J,选项D错误｡

5.右图为交流发电机示意图,线圈的AB边连在金属滑环K上,CD边连在滑环L上,导体制作的两个电刷E､F分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接｡关于其工作过程,下列分析正确的是()

A.当线圈平面转到中性面的瞬间,穿过线圈的磁通量最大

B.当线圈平面转到中性面的瞬间,线圈中的感应电流最大

C.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,穿过线圈的磁通量最大

D.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,线圈中的感应电流最小

答案:A

解析:当线圈平面转到中性面的瞬间,穿过线圈的磁通量最大,磁通量变化率为零,感应电动势为零,线圈中的感应电流为零,选项A正确,B错误;当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,穿过线圈的磁通量

最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大,感应电流最大,选项C､D均错误｡

6.一矩形线圈,在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动,形成如图所示的交流电动势图象,根据图象提供的信息,以下说法不正确的是()

A.线圈转动的角速度为 rad/s

B.电动势的有效值为14.1 V

C.t=1.0×10-2 s时,线圈平面和磁场方向的夹角为30°

D.t=1.5×10-2 s时,穿过线圈平面的磁通量最大

答案:D

解析:角速度ω= rad/s,A项正确;电动势的有效值E=≈14.1 V,B项正确;电动势的瞬时值e=20sin t(V),将t=1.0×10-2 s代入该式,解得θ=,这是线圈从中性面开始转过的夹角,故线圈平面和磁场方向的夹角为30°,C项正确;t=1.5×10-2 s时,线圈平面与磁场平行,磁通量最小,D项错误｡二､多项选择题

7.矩形线框绕垂直于匀强磁场且沿线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流,下列说法正确的是()

A.当线框位于中性面时,线框中感应电动势最大

B.当穿过线框的磁通量为零时,线框中的感应电动势也为零

C.每当线框经过中性面时,感应电动势或感应电流方向就改变一次

D.线框经过中性面时,各边不切割磁感线

答案:CD

解析:线框位于中性面时,线框平面与磁感线垂直,穿过线框的磁通量最大,但此时切割磁感线的两边速度方向与磁感线平行,不切割磁感线,穿过线框的磁通量的变化率等于零,所以感应电动势等于零,感应电动势或感应电流的方向在此时刻改变｡垂直于中性面时,穿过线框的磁通量为零,切割磁感线的两边的速度与磁感线垂直,有效切割速度最大,此时穿过线框的磁通量的变化率最大,所以感应电动势最大,综上所述选项C､D正确｡

8.(2015·广东调研)如图所示,矩形线圈abcd绕轴OO'匀速转动产生交变电流,在图示位置开始计时,则下列说法正确的是()

A.t=0时穿过线圈的磁通量最大,产生的感应电流最大

B.t=(T为周期)时感应电流沿abcda方向

C.若转速增大为原来的2倍,则交变电流的频率是原来的2倍

D.若转速增大为原来的2倍,则产生的电流有效值为原来的4倍〚导学号34220362〛答案:BC

解析:t=0时刻,穿过线圈的磁通量最大,但ab､cd边切割磁感线的有效速率为零,产生的感应电动势为零,A错误;根据线圈的转动方向,确定时线圈的位置,用右手定则可以确定线圈中的感应电流方向

可知电沿abcda方向,B正确;根据转速和频率的定义可知C正确;根据ω=2πf,E m=nBSω,E=,I=

总

流有效值变为原来的2倍,D错误｡

9.如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交流电动势图象如图乙中曲线a､b所示,则()

A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合

B.曲线a､b对应的线圈转速之比为2∶3

C.曲线a表示的交流电动势频率为25 Hz

D.曲线b表示的交流电动势有效值为10 V〚导学号34220363〛

答案:AC