交變電流A級 必備知識基礎(chǔ)練1.(多選)下列各圖中,表示交變電流的是(　　)2.(多選)線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢e=10sin 20πt (V),則下列說法正確的是(　　)A.t=0時,線圈平面位于中性面B.t=0時,穿過線圈的磁通量最大C.t=0時,導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大D.t=0.4 s時,e有最大值10 V3.處在勻強(qiáng)磁場中的矩形線圈abcd,以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動,磁場方向平行于紙面并與ab垂直,在t=0時刻,線圈平面與紙面重合(如圖所示),線圈的cd邊離開紙面向外運(yùn)動,若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流方向?yàn)檎?則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖像是下圖中的(　　)4.如圖所示,一矩形閉合線圈在水平勻強(qiáng)磁場中繞OO'軸勻速轉(zhuǎn)動。若要使線圈中的電流峰值減半,不可行的方法是(　　)A.只將線圈的轉(zhuǎn)速減半B.只將線圈的匝數(shù)減半C.只將勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度減半D.只將線圈的邊長都減半5.(多選)一個矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過線圈的磁通量隨時間的變化圖像如圖所示,則下列說法正確的是(　　)A.t=0時,線圈平面與中性面平行B.t=0.01 s時,穿過線圈平面的磁通量的變化率最大C.t=0.02 s時,線圈中有最大感應(yīng)電動勢D.t=0.025 s時,線圈中有最大感應(yīng)電流6.(2023黑龍江高二期中)一臺發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示,其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極,它們的表面呈半圓柱面形狀。M是圓柱形鐵芯,鐵芯外套有一矩形線圈,線圈繞鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場。若從圖甲所示位置開始計(jì)時,此時電動勢為正值,下列圖中能正確反映線圈轉(zhuǎn)動一周時,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化規(guī)律的是(　　)7.(多選)圖甲為一個矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動。線圈內(nèi)磁通量隨時間t變化如圖乙所示,則下列說法正確的是(　　)A.t1時刻線圈中的感應(yīng)電動勢最大B.t2時刻ab的運(yùn)動方向與磁場方向垂直C.t3時刻線圈平面與中性面重合D.t4、t5時刻線圈中感應(yīng)電流的方向相同8.如圖所示,邊長分別為20 cm和10 cm的矩形線圈,在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場方向的OO'軸勻速轉(zhuǎn)動。已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T,線圈匝數(shù)為100,轉(zhuǎn)動的角速度為ω=10π rad/s。當(dāng)線圈平面位于中性面位置時開始計(jì)時,求線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式。 B級 關(guān)鍵能力提升練9.如圖甲所示,單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場中,線圈軸線OO'與磁場邊界重合。線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動。若從圖示位置開始計(jì)時,并規(guī)定電流方向沿a→b→c→d→a為正方向,則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化的圖像是圖乙中的(　　)甲乙 10.(多選)如圖甲所示,在勻強(qiáng)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)生的交變電動勢圖像如圖乙中曲線a、b所示,則(　　)A.兩次t=0時刻線圈平面均與中性面重合B.曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3C.曲線a表示的交變電動勢頻率為25 HzD.曲線b表示的交變電動勢最大值為10 V11.(2023山東淄博高二月考)如圖所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T,邊長l=10 cm的正方形線圈abcd共100匝,線圈總電阻r=1 Ω,線圈繞垂直于磁感線的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動,角速度ω=2π rad/s,外電路電阻R=4 Ω。求:(1)轉(zhuǎn)動過程中線圈中感應(yīng)電動勢的最大值;(2)從圖示位置(線圈平面與磁感線平行)開始計(jì)時,線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式;(3)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過30°角時電路中電流的瞬時值。          12.如圖所示為演示用的手搖發(fā)電機(jī)模型,勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,線圈匝數(shù)N=50匝,每匝線圈面積為0.48 m2,轉(zhuǎn)速為150 r/min。在勻速轉(zhuǎn)動過程中,從圖示位置線圈轉(zhuǎn)過90°開始計(jì)時。(1)寫出交變電流感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式。(2)畫出e-t圖線。 分層作業(yè)15　交變電流1.CD　方向隨時間做周期性變化是交變電流的重要特征,選項(xiàng)A、B中,電流的大小變化,但方向不變,不是交變電流,故A、B錯誤,C、D正確。2.AB　由電動勢的瞬時值表達(dá)式可知從線圈位于中性面時開始計(jì)時,所以t=0時,線圈平面位于中性面,磁通量為最大,但此時導(dǎo)線速度方向與磁感線平行,切割磁感線的有效速率為零,A、B正確,C錯誤;當(dāng)t=0.4s時,e=10sin20πt(V)=10×sin(20π×0.4)V=0,D錯誤。3.C　分析交變電流的圖像問題應(yīng)注意圖線上某一時刻對應(yīng)線圈在磁場中的位置,將圖線描述的變化過程對應(yīng)到線圈所處的具體位置是分析本題的關(guān)鍵,線圈在圖示位置時磁通量為零,但感應(yīng)電流為最大值,A、B錯誤;再由楞次定律可判斷線圈在轉(zhuǎn)過90°的過程中,感應(yīng)電流方向?yàn)檎?故C正確,D錯誤。4.B　由Im=,Em=NBSω,ω=2πn,得Im=,故A、C可行;因?yàn)殡娮?/span>R與匝數(shù)有關(guān),當(dāng)匝數(shù)減半時電阻R也隨之減半,所以Im不變,故B不可行;當(dāng)邊長減半時,面積S減為原來的,而電阻減為原來的,故D可行。5.BC　當(dāng)Φ=Φmsinωt時,感應(yīng)電動勢e=Emcosωt,當(dāng)t=0時,Φ=0,線圈平面與中性面垂直,線圈中有最大的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,此類時刻還有0.01s、0.02s、0.03s,而感應(yīng)電動勢最大時,磁通量的變化率也最大。t=0.025s時,感應(yīng)電流為零,故選項(xiàng)B、C正確。6.D　由于磁場為沿半徑的輻向磁場,可以認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變,線圈始終垂直切割磁感線,所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小不變,由于每個周期磁場方向要改變兩次,所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向也要改變兩次,選項(xiàng)D正確。7.BC　t1時刻通過線圈的Φ最大,磁通量變化率最小,此時感應(yīng)電動勢為零,A錯誤;在t2、t4時刻,線圈中的感應(yīng)電動勢為Em,此時ab、cd的運(yùn)動方向垂直于磁場方向,B正確;t1、t3、t5時刻,Φ最大,=0,此時線圈平面垂直于磁場方向,與中性面重合,C正確;t5時刻,線圈中的感應(yīng)電流為零,D錯誤。8.答案 e=20sin 10πt(V)解析 感應(yīng)電動勢的瞬時值e=Emsinωt由題可知S=0.2×0.1m2=0.02m2Em=NBSω=100××0.02×10πV=20V所以e=20sin10πt(V)。9.A　若從圖示位置開始計(jì)時,在線圈轉(zhuǎn)動90°的過程中,只有ab邊切割磁感線,由右手定則知,感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>a→d→c→b→a,為負(fù)方向;因?yàn)閺闹行悦骈_始計(jì)時,所以感應(yīng)電流是正弦的形式,故C、D錯誤。在線圈轉(zhuǎn)動90°到180°的過程中,只有cd邊切割磁感線,由右手定則知,感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>a→d→c→b→a,為負(fù)方向,且還是正弦的形式,故A正確,B錯誤。10.ACD　t=0時刻,兩次產(chǎn)生的交變電流的電動勢瞬時值均為零,因此線圈平面均與中性面重合,A正確;圖中a、b對應(yīng)的周期之比為2∶3,因此線圈轉(zhuǎn)速之比na∶nb==3∶2,B錯誤;a線表示的交變電動勢的頻率為fa=Hz=25Hz,C正確;a線對應(yīng)線圈相應(yīng)的電動勢的最大值Eam=NBS·,由圖像知Eam=15V,b線對應(yīng)線圈相應(yīng)的電動勢的最大值Ebm=NBS·,因此,Ebm=10V,D正確。11.答案 (1)2 V　(2)e=2cos 2πt (V)　(3) A解析 (1)轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值Em=NBl2ω=100××0.12×2πV=2V。(2)從圖示位置開始計(jì)時,線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=Emcosωt=2cos2πt(V)。(3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過30°角時感應(yīng)電動勢的瞬時值e'=2cos30°(V)=V則i=A。12.答案 (1)e=188sin 5πt(V)(2)見解析解析 (1)由題可知N=50,B=0.5T,S=0.48m2ω=2π×rad/s=5πrad/s則Em=NBSω=50×0.5×0.48×5πV=188V由e=Emsinωt得e=188sin5πt(V)。(2)T=s=0.4s,e-t圖線如圖所示。

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