高中物理 模块十 电磁感应 考点5.1 交流电的产生与描述试题.doc

考点5 交流电考点5.1 交变电流的产生和描述1.交变电流定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流.2.交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.(2)两个特殊位置的特点：线圈平面与中性面重合时，sb，最大，0，e0，i0，电流方向将发生改变.线圈平面与中性面垂直时，sb，0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变.(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次.(4)交变电动势的最大值emnbs.3.交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律物理量函数表达式图象磁通量mcostbscost电动势eemsintnbssint电压uumsintsin t电流iimsintsin t1. 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是(c)a线圈每经过中性面一次，感应电流方向改变一次，感应电动势方向不变b线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次c线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都要改变一次d线圈转动一周，感应电流和感应电动势方向都要改变一次2. (多选)如图所示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.关于其工作原理，下列分析正确的是(ac)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小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3. 如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()a 线圈每转动一周，指针左右摆动两次b 图示位置为中性面，线圈中无感应电流c 图示位置ab边的感应电流方向为abd 线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零4. 如图所示，面积均为s的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场b中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势ebssint的图是(a)5. 交流发电机在工作时电动势为eemsint，若将发电机的角速度提高一倍，同时将线框所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为(c)aeemsinbe2emsin ceemsin 2tdesin 2t6. (多选)一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图5116所示，则下列说法中正确的是(bcd)a t1和t3时刻穿过线圈的磁通量为零b t1和t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零c 线圈平面从与磁场方向平行的时刻开始计时d 每当感应电动势e变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都最大7. (多选)线圈在匀强磁场中转动产生电动势e10sin 20t v，则下列说法正确的是(ab)a t0时，线圈平面位于中性面b t0时，穿过线圈的磁通量最大c t0时，导线切割磁感线的有效速率最大d t0.4 s时，e有最大值为10 v8. (多选)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极n、s间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水平轴oo沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示.以下判断正确的是(ac)a 电流表的示数为10 ab 线圈转动的角速度为50 rad/sc t0.01 s时，线圈平面与磁场方向平行d t0.02 s时，电阻r中电流的方向自右向左9. （多选）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变化的图象如图5111所示，则下列说法中正确的是(ad)a t0.01 s时刻的变化率达最大b t0.02 s时刻感应电动势达到最大c t0.03 s时刻感应电动势为零d 每当变换方向时，线圈中的感应电动势都为最大10. (多选)如图甲所示，一个矩形线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线框内磁通量随时间t变化的情况如图乙所示，则下列说法中正确的是(bc)a t1时刻线框中的感应电动势最大b t2时刻ad的运动方向与磁场方向垂直c t3时刻线框平面与中性面重合d t4、t5时刻线框中感应电流的方向相同11. 一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴oo匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中通过线圈内的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是(b)a t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大b t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变c t2、t4时刻线圈中磁通量最大d t2、t4时刻线圈中感应电动势最小12. 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，那么该线圈由图所示位置转过30，线圈中的感应电动势大小为(b)a50v b25vc25v d10v13. 有一个10匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 ，线框绕oo轴以10 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0.5 t问：(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)6.28 v6.28 a(2)5.44 v(3)e6.28sin10t(v)14. 如图所示，边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为b的匀强磁场中，以oo边为轴匀速转动，角速度为，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为r，求：(1) 从图示位置开始计时，线圈中产生的瞬时电动势的表达式；(2) 线圈从图示位置转过的过程中通过线圈截面的电荷量q.【答案】(1)eba2cos t(2)15. 一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时t1 s，线框中感应电动势为50 v，当t2 s时，线框中感应电动势为50 v，求：(1) 感应电动势的最大值；(2) 线框转动的角速度的大小；(3) 线框中感应电动势的瞬时值表达式【答案】(1)em100 v(2)10 rad/s(3)e100sin(10t)