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5.1 交变电流课堂10分钟达标1.(多选)如图所示的图象中属于交变电流的有()【解析】选A、B、C。题图A、B、C中e的方向均发生了变化,故它们属于交变电流,但不是按正弦函数规律变化的交变电流,图D中e的方向未变化,是直流电,选项A、B、C正确。2.(多选)关于正弦交变电流的产生过程,下列说法正确的是()A.当线圈平面与中性面垂直时,电流方向发生变化B.线圈平面经中性面时开始计时,14周期内,电流一直增大C.线圈平面与中性面垂直开始计时,2个周期内电流方向改变4次D.线圈转动过程中通过线圈的磁通量最大的位置,也是感应电流最大的位置【解析】选B、C。线圈转动过程中,在中性面位置,磁通量最大、电流等于零,方向改变,2个周期方向改变4次,由中性面经14周期到与中性面垂直,电流逐渐增大到最大,故B、C正确;A、D错误。3.(2018盐城高二检测)如图所示,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。则当线圈转至图示位置时()A.线圈中的感应电流的方向为abcdaB.线圈中的感应电流为C.穿过线圈的磁通量为Bl2D.穿过线圈的磁通量的变化率为0【解析】选B。图示位置为垂直于中性面的位置,此时通过线圈的磁通量为零,但磁通量的变化率最大,感应电流也最大,则I=nBSR=,由右手定则可判断出线圈中感应电流的方向为adcba。4.(2018榆林高二检测)线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向),当从如图所示位置转至中性面位置的过程中,磁通量和感应电动势大小的变化情况是()A.磁通量和感应电动势都在变大B.磁通量和感应电动势都在变小C.磁通量在变小,感应电动势在变大D.磁通量在变大,感应电动势在变小【解析】选D。由题图可知,磁通量=msin,即磁通量在变大。感应电动势e=Emcos,即感应电动势在变小,D正确。5.(能力挑战题)如图所示,矩形线圈abcd的匝数为n=50,线圈ab的边长为l1=0.2m,bc的边长为l2=0.25m,在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴匀速转动,转动的角速度=1002rad/s。试求:(1)穿过线圈平面的最大磁通量m。(2)线圈在图示位置(线圈平面与磁感线平行)时,感应电动势e的大小。【解析】(1)穿过线圈平面的最大磁通量m=BS=Bl1l2=0.40.20.25Wb=0.02Wb。(2)线圈在图示位置时电动势达到最大值,此时感应电动势的值为Em=nBS=nBl1l2=500.40.20.251002V=1002V。答案:(1)0.02Wb(2)1002V【互动探究】写出上题中从图示位置开始计时,线圈中电动势的瞬时值表达式。提示:e=1002cos1002tV。答案:见提示
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