第四周物理资料

1、1交变电流例1 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()A. ti、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B. ti、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1 .如图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 a-bD.线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零2 .(多选)图中，线

2、圈中能产生交变电流的是 ()19例2如图所示的矩形线圈，ab=40 cm, ad=20 cm,共50匝，在B= 0.6 T的匀强磁场中以300 r/min的速度绕中心轴 OO'匀速转动，当t= 0时线圈平面与磁场垂直.(1)写出感应电动势瞬时值的表达式.(2)求出当t= 0.025 s时感应电动势的瞬时值.3 . 一矩形线圈，面积为 S,匝数为N,在场强为B的匀强磁场中绕着轴 OO'做匀速转动，角速度为5磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置开始计时：(1)写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式.(2)若线圈的电阻为r,与一个阻值为 R的电阻组成闭合电路时，写出线圈中的电流瞬

3、时值的表达式.答案：例 1B1C2BCD 例 2(1)e=24Ttsin 10t V (2)122% V3(1)e=NBSj sin cot (2)i = NBS sin w tAR+ r54.一半径为r= 10 cm的圆形线圈共100匝，在磁感应强度 B = 2 T的匀强磁场中， 绕垂直于磁场方向 兀的中心轴线 OO'以n= 600 r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置（1）写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；，八 一，一 一,1（2）求线圈从图本位置开始在 60 s时的电动势的瞬时值；，八一一，1一，一（3）求线圈从图本位置开始在 60 s时间内的电动势的平均值.

4、（图中位置）时开始计时.例3 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动.线圈中的感应电动势 e随时间t的变化如图所示.下面说法中正确的是 （）A. t1时刻通过线圈的磁通量为零B. t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C . t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都最大5.如图所示是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该交变电流的A .周期是0.02 sB.电压的峰值是10 VC.角速度为 314 rad/s D,表达式为 u=10sin 25 t（V）6. 一只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

5、时间变化的图象如图甲所示.则下列说法正确的是（）A. t=0时刻，线圈平面与中性面垂直B . t=0.01 s时刻，的变化率最大C. t=0.02 s时刻，交流电动势达到最大D.该线圈相应产生的交流电动势的图象如图乙所示1 .（多选）下列各图中，表示交变电流的是 （）2 .旋转电枢式交流发电机的感应电动势 e= Emsin cot, 如将电枢的线圈匝数增加一倍， 电枢的转速也增加一倍， 其 他条件不变，感应电动势的表达式将变为 （）A . e= 2Emsin 2 « tB. e=2Emsin 4cotC. e= 4Emsin 2 « tD . e= 4Emsin 4 w t

6、答案：4(1)e= 100sin 20 hV(2)86.6 V150一7tV 例 3D5B6B 1 CD2C3 .（多选）矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框 在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框处于竖直面内， 下述说法正确的是（）A.因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零B.线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C.线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大D.若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的峰值也增大一倍4 . 一个100匝的矩形线圈，其面积为 200 cm2、电阻为10 Q,与外电阻R= 90 相 接后，它在匀强

7、磁场中转动所产生的感应电流随时间变化的图象如图所示，求线圈所在处匀强磁场的磁感应强度的大小.5 .闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240 r/min ,若线圈平面转至与磁场平行时的电动势为2 V,求从中性面开始计时：（1）电动势的峰值；（2）产生的交变电动势的表达式；1（3）从中性面起经48 s，交流电动势的大小.B中以角速度 3匀速转动，能产1 .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生正弦交变电动势e= BSwsint的图是（）线圈中的感应电动势e随时2 . 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动, 间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是（）

8、A .图象是从线圈平面位于中性面开始计时的B. t2时刻穿过线圈的磁通量为零C. t2时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零D.感应电动势e的方向变化时，穿过线圈的磁通量的方向也变化答案：3CD4 : 0.025 T5(1)2 V(2)e= 2sin 8 ttV (3)1 V1A2B3 .如图所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕OO'轴匀速转动，若要使线圈中的电流峰值减半，不可行的方法是 （）A.只将线圈的转速减半B.只将线圈的匝数减半C.只将匀强磁场的磁感应强度减半D.只将线圈的边长减半4 . 一只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所示

9、.则下列说法中正确的是（）A. t=0时刻，线圈平面与中性面垂直B. t=0.01 s时刻，的变化率为 0C. t=0.02 s时亥L感应电动势达到最大3D .从t= 0.01 s时刻至t= 0.04 s时刻线圈转过的角度是2兀5. 一根长直的通电导线中的电流按正弦规律变化，如图（a）、（b）所示，规定电流从左向右为正，在直导线下方有一不闭合的金属线框，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻A. ti时刻 B.t2时亥ij C.t3时刻 D. t4时刻6.如图所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴方向转动，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连.通过固定的电刷 P和Q与电阻R相连

10、.在线圈转动过程中,A .大小和方向都随时间做周期性变化B.大小和方向都不随时间做周期性变化C.大小不断变化，方向总是 P-R-QOO'沿顺时针M和N又通过电阻R的电流（)D.大小不断变化，方向总是 Q-R- P7.多项如图甲所示，一个矩形线圈 abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.线圈内磁通 量随时间t的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是 （）A. t1时刻线圈中的感应电动势最大B . t2时刻ab的运动方向与磁场方向垂直C. t3时刻线圈平面与中性面重合D. t4、t5时刻线圈中感应电流的方向相同8.多项如图所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图丙所示的电流

11、，则（）A.在t1至ij t2时间内，甲、乙相吸B.在t2至Ij t3时间内，甲、乙相斥C. t1时刻两线圈间作用力为零D. t2时刻两线圈间吸引力最大答案：3B4D5D6C7BC8ABC9.多项如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 OO'以恒定的角速度 3转动.从线圈平面与磁场方 向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照如图乙所示的余弦规律变化，则在t=f时刻(2 3A.线圈中的电流最大B.穿过线圈的磁通量为零C.线圈所受的安培力为零D.线圈中的电流为零10.多项一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值

12、为e= 0.5sin(20t) V,由该表达式可推知以下哪些物理量(A.匀强磁场的磁感应强度B.线框的面积C.穿过线框的磁通量的最大值D.线框转动的角速度11.如图所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度B=0.5匝数N = 50匝，每匝线圈面积为 0.48 m2,转速为150 r/min ,在匀速转动过程中,T,线圈从图示位置线圈转过90。开始计时：(1)写出交变电流感应电动势瞬时值的表达式;(2)画出e-t图线.12.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B=0.50 T,矩形线圈的匝数 N = 100匝,Lbc=0.10 m以3 000 r/min的转速匀速转动，若从线圈平面通过中性面

13、时开始计时，试求：(1)交变电动势的瞬时值表达式；(2)若线圈总电阻为 2 0线圈外接电阻为 8 Q写出交变电流的瞬时值表达式；(3)线圈由图示位置转过和过程中，交变电动势的平均值.边长 Lab=0.20 m,答案:9CD10CD11(1) e=188sin 5 hV.12： (1)e= 314sin(314t) V (2)i = 31.4sin(314t)A(3)200 V5.2描述交变电流的物理量例1如图所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大？1.通过一阻值R=100 皿电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s.电阻两端电压的有效值为（）A. 12 V B. 4V10 V C.

14、15 V D. 8邓 V2. 一个小型电热器若接在输出电压为10 V的直流电源上，消耗电功率为P;P若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为2.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的峰值为 （）A. 5 V B. 5& V C. 10 V D. 10V2 V例2（多选）如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的（）A .周期是0.01 sB.最大值是311 VC.有效值是 220 V D,表达式为 U = 220sin 100 t（V）3.在匀强磁场中，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示，则 （）A . t = 0

15、.005 s时线框的磁通量变化率为零B. t=0.01 s时线框平面与中性面重合C.线框产生的交变电动势有效值为311 VD.线框产生的交变电动势频率为100 Hz4.如图所示，线圈 abcd的面积是0.05 m2,共100匝，线圈电阻为1 0,外接电阻R为9 Q匀强磁场1的磁感应强度为 B = - T,当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;（2）线圈转过s时电动势的瞬时值;电路中，电压表和电流表的示数;1从中性面开始计时，经 右s通过电阻R的电何量.31 -答案例 1 亍IoIB2c 例 2BC3B4(1) e=

16、50sin(10 t)叔 (2)43.3 V (3)31.86 V 3.54 A (4)口 C1.（多选）某小型发电机产生的交变电动势为e= 50sin 100 t（V）,对此电动势，下列表述正确的是（）B.频率是100 Hz C.有效值是 25y2 V D.周期是0.02 s2.卜列提到的哪一个不是指交变电流的有效值（）交流电路中交流电压表的读数B.电工工具上标明的耐压数值C.保险丝的熔断电流D.家用电器（如灯泡）上标明的额定电压值3.（多选）交流电源输出的电压 U随时间t变化的图象如图所示，则下列说法正确的是（）交变电流的频率为 50 HzB.交变电流的周期为2 sC.交变电压的最大值为

17、220 VD.交变电压的有效值为 220 V4.某交变电压为 u = 6，2 , sin 100 V：,则（）f.TVA.用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为B.把额定电压为6V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光C.把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上，小灯泡将烧毁D.耐压6V的电容器可以直接用在此电源上5.多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇.过去是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速.现在的调光台灯、电风扇是用可控硅电子元件来实现的.如图所示为经过一个双向可控硅元调节后加在电灯上的电压，即在正弦交变电流的每一个二分之一周期中,面四

18、分之一周期被截去. 调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改电灯上的电压，则现在电灯上的电压为多少?ll/*1 .在阻值为70 的电阻中通以正弦交变电流，测得在 10 min内放出的热量为2.1X104 J,则此交变电流的最大值为（）A . 0.24 AB. 0.5 A C. 0.707 A D. 1 A2 . 一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为T.从中性面开始计时，当t=T时,甲时间（远大于周期）内，两电阻发热之比线圈中感应电动势的瞬时值为3 V,则此交变电流电动势的有效值为（）A . 2V2 V B. 3V2 V C. 2吸 V D乖 V3.如图所示，正弦波和方波交

19、变电流的最大值相等, 周期也相等，现使它们通过完全相同的电阻，则在相同的C.4A.J2B.2答案：1CD2B3AD4B5 -2m1D2D3B4.如甲图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热 毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的 波形如乙图所示.此时接在电热丝两端的交流电压表的读 数为（）A. 110 V B. 156 V C. 220 V D. 311 V5.如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r= 1.0 Q,外接R= 9.0 的电阻.闭合开关 S,当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e= 10/2sin 10忧V），则（）A.该交变电流的频率为10 HzB.该电动势的

20、有效值为10<2 VC.外接电阻R所消耗的电功率为10 WD.电路中理想交流电流表 的示数为1.0 A6. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0Q,外接一只电阻为95.0 曲灯泡，如图乙所示，则 （）A.电压表的示数为 220 V17V门,8 .电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484 W.以二D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J甲 "乙9 .（多选）福岛第一核电机组工作时电动势瞬时值表达式为e= 1.1>/2 x 104sin 100击（V）,下列关于此核电机组的说法正确的是（）A.

21、此电流的周期是100 sB.此核电的电动势的有效值是1.1X104VC.此电流的频率是 50 HzD.在t = 6 s时的电动势为 5.5>/2X 103 V10 （多选）图甲、乙分别为两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分.下列说法正确的是（）A.图甲、图乙均表示交流电B.图甲所示电压的瞬时值表达式为 u=20sin 100 t（V）C.图乙所示电压的有效值为20 V D.图乙所示电压的有效值为10 V11 （多选）如图所示为某正弦式交变电流的图象，由此可得（）A .电流的峰值为15y2 AB.周期为0.02 s,频率为50 HzC.线圈转动

22、的角速度为100兀rad/s D.电流的有效值为10g2 A答案：4B5D6D7BCD8ABD9BCD12 .(多选)A、B两输电线间的电压是 u=200，2 sk00击(V),输电线电阻不计, 把电阻R= 50 的用电器接在 A、B两输电线上，对此，下列说法正确的是 ()A.电流表示数为 4 A B.电压表示数为 200 VC.通过R的电流方向每秒钟改变50次 D.用电器消耗的电功率为1.6 kW13 .如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.1 T,矩形线圈的匝数 N=100,边长ab=0.2 m,bc= 0.5 m,Q,并且通过滑环与外电阻R=90 Q以角速度 3= 10唯 rad/s绕O

23、O'轴匀速转动.线圈总电阻r=10相连.如果从线圈平面在中性面的位置开始计时，试求：(1)在线圈中产生的感应电动势的最大值并写出瞬时值的表达式；(2)交流电压表和交流电流表 (可当作理想电表)的读数.12.如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B= 0.5 T,边长L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电 阻r=1 ，线圈平面与磁感线平行， 线圈绕垂直于磁感线的对称轴 OO'匀速转动，角速度3 = 2兀rad/s 外电路电阻 R= 4 Q,不计一切摩擦，求：(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)线圈由图示位置转过 90。时的瞬时感应电动势；(3)线圈由图示位置转过 9

24、0。的过程中产生的平均感应电动势；(4)交流电压表的示数；(5)线圈转动一周外力所做的功；(6)线圈由图示位置转过 90。的过程中，通过外电路的电荷量.例1(多选)如图所示电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻，电流表内阻为零， 电压表内阻无限大，交流电源的电压u = 220必sin 100 tr V .若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为 100 Hz,下列说法正确的是()A.电流表示数增大B.电压表示数增大C.灯泡变暗D.灯泡变亮1.(多选)如图所示，是由交流电源供电的线路，如果交变电流的频率增大，则A.线圈L的自感系数增大 B.线圈L的感抗增大C.电路中的电流增大D.灯泡变暗答案：10AB11(1) Em= 100V2 V, e= 1002sin 100亚t V.(2) 1 A., 90 V.12(1)2兀，行 J (6)0.1 C 例 1 BC1BD2.有一电阻极小的导线绕制成线圈接在交变电流上，如果电源电压峰值保持不变，下面情况中，通过线圈的电流最小的是（）A.所加电源频率为 50 Hz B.所加电