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交变电流基础夯实、选择题（14题为单选题，5、6题为多选题）1 .（辽宁锦州市20142015学年高二下学期期末）如图所示，属于交流电的是导学号 12220193 |（）8答案：C解析：交流电是指电流的方向随时间做周期性变化的电流；由图可知，符合条件的只有2.下图中哪些情况，线圈中不能产生交变电流导学号12220194 （）A解析：B、C、D中线圈产生的感应电流方向均发生变化，故产生交变电流，A中不产生感应电流。3. （南京金陵中学20142015学年高二检测）处在匀强磁场中的矩形线圈abed，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直，在t = 0时刻，线圈平面与纸面重合（如图所示），线圈的ed边离开纸面向外运动，若规定由aeda方向的感应电流方向为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图象是下图中的 /导学号 12220195 （）答案：C解析：分析交变电流的图象问题应注意图线上某一时刻对应线圈在磁场中的位置，将图线描述的变化过程对应到线圈所处的具体位置是分析本题的关键，线圈在图示位置时磁通量为零，但感应电流为最大值；再由楞次定律可判断线圈在转过90的过程中，感应电流方向为正，故选项 C正确。4. (石家庄市第一中学 20132014学年高二上学期期中)如图所示，一匝数为N的矩形 线圈面积为S,在磁感应强度为 B的匀强磁场中绕 00轴以角速度 3匀速转动，从图示位置转过90时电动势是 导学号12220196 ()oBQrt = 0.4s 时，e= 10sin(20 n t) = 10X sin(20n X 0.4)VCA. NBSoB. 0C. BSoD. NBSo cos( 31 + 90)答案：B解析：因闭合线圈从图示位置即垂直于中性面的位置开始转动，所以电动势的表达式为e= Emcos 3 t,又 3 t = 90，故 A、C、D错。5 线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e = 10sin(20 n t )V ,则下列说法正确的是导学号 12220197 |()A. t = 0时，线圈平面位于中性面VB. t = 0时，穿过线圈的磁通量最大一C. t = 0时，导线切割磁感线的有效速率最大D. t = 0.4s 时，e 有最大值 10., 2V答案：ABA 科解析：由电动势的瞬时值表达式可知计时从线圈位于中性面时开始，所以t=0时，线圈平面位于中性面， 磁通量为最大，但此时导线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效 速率为零，A、B正确，C错误。当=0, D错误。6. (呼和浩特二中20142015学年高二期末)如图所示，矩形线圈abed在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时 导学号12220198 ()A. 线圈绕P转动时的电流等于绕 F2转动时的电流B. 线圈绕P转动时的电动势小于绕 F2转动时的电动势C. 线圈绕P和F2转动时的电流的方向相同，都是ctbD. 线圈绕P转动时de边受到的安培力大于绕 Pa转动时de边受到的安培力答案：AC解析：产生正弦交变电流的条件是轴和磁感线垂直，与轴的位置和线框形状无关，转到图示位置时产生的电动势 E具有最大值Em= nBSco由欧姆定律I =荃可知此时I相等，故A对，B错。由右手定则可知电流为aTdTctb,故C对。ed边受的安培力 F= BLedl，故F一样大，D错。二、非选择题7. (青州市实验中学 20142015学年高二下学期期中)有一 10匝正方 形线框，边长为20cm,线框总电阻为1Q ,线框绕OO轴以10 n rad/s的角 速度匀速转动，如图所示垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T。问： 导学号 12220199(1) 该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2) 线框从图示位置转过60时，感应电动势的瞬时值是多大？(3) 写出感应电动势随时间变化的表达式。答案：(1)6.28V6.28A(2)5.44V(3) e= 6.28sin10 n t (V)解析：(1)交变电流电动势最大值为Em= nBSo = 10X 0.5 X 0.2 X 10 n V= 6.28V，电流的最大值为I m= En/ R= 6.28Ae = Emsin w t =线框转过 60时，感应电动势 E= Emsin60 = 5.44V(3)由于线框转动是从中性面开始计时的，所以瞬时值表达式为 6.28sin10 n t (V)能力提升、选择题(14题为单选题，5题为多选题)1.矩形线圈在磁场中匀速转动时,产生的感应电动势最大值为50V,那么该线圈绕轴OO由图所示位置转过30,线圈中的感应电动势大小为导学号 12220200 |()A. 50VB. 25 3VC. 25VD. 10V答案：B解析：由题示条件知：交变电流瞬时值表达式为e= 50eos w t = 50eos 0，当0 = 30时，e= 25 3V, B对。2.(宁波市20132014学年高二下学期八校联考)如图甲为风速仪的结构示意图。在恒定风力作用下风杯带动与其固定在一起的永磁体转动，线圈产生的电流随时间变化的关系如导学号12220201图乙。若风速减小到原来的一半，则电流随时间变化的关系图可能是答案：C解析：根据感应电流也变小;为原来两倍，故En= NBSo，若风速减小到原来的一半时，则最大感应电动势也变小，所以 根据转速与周期成反比，可知，若风速减小到原来的一半时，则周期变大C正确，A、B D错误。3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180角过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为|导学号12220202 | (C. 2n答案:2B.nD.n解析：线圈从中性面转过 180角过程中，磁通量的变化为 二21 = BS- ( BS=2BS平均感应电动势 E =厶tNA2NBS 2NB,最大感应电动势Em= NBSo，则平均感 nnco2 应电动势和最大感应电动势之比为一。n4.在垂直于纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abed。线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合，线圈平面与磁场方向垂直。从t = 0时刻起，线圈以恒定的角速度o2 n一=绕ed边沿如图所示的方向转动，规定线圈中电流沿abeda方向为正方向，则从 t = 0答案：B( )解析：t = 0时线圈位于中性面处，i = 0,故选项C、D错误;t = 0后的寸内,线圈的有adcba,与规定的正效面积减小，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律知线圈内的电流流向 方向相反，故选项 A错误，选项B正确。5. 一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图像如图所示，则下列说法中正确的是导学号12220204 (A.t = 0 时,线圈平面与中性面平行B.C.D.时，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大 时，线圈中有最大感应电动势t = 0.025s时，线圈中有最大感应电流t = 0.01st = 0.02s答案：BC解析：当二nsin 3 t时，感应电动势 e= Ecos w t，当t = 0 与中性面垂直，线圈中有最大的感应电动势和感应电流， 此类时刻还有 而感应电动势最大时，磁通量的变化率也最大。C正确。时，二0,线圈平面0.01s、0.02s、0.03s ,t = 0.025s时，感应电动势为零，故选项 B二、非选择题6. 一个100匝的矩形线圈，其面积为200cm2、电阻为10Q，与外电阻R= 90Q相接后,它在匀强磁场中转动所产生的感应电流随时间变化的图像如图所示,求线圈所在处匀强磁场的磁感应强度的大小。答案：0.025T2n解析：设匀强磁场的磁感应强度大小为B,感应电动势的峰值 Em= NBSo = NBSt，由闭合电路欧姆定律得：EmR+ r TI mIm= RT7，由此可得：B=2 n NS由图知：I m= n X 10 2A, T= 0.10s ,2 2由题可知：S= 200cm = 0.02m , 珀 r = 90Q + 10Q = 100Q , N= 100,R r TI m把上述条件代入 B=得：B= 0.025T。2 n NS
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