变压器,电能的输送限时集训

1、限时集训(三十二) 交变电流的产生及描述(限时：40分钟 满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题8分，共80分)1下列选项图中的线圈中产生了正弦交流电的是( )图12一矩形线圈，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的变化规律如图2所示，下列说法中正确的是( )At1时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Ct3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，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大3(2013·合肥质检)一台发电机的结构示意图如图3所示，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面成半圆柱

2、面形状。M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场。若从图示位置开始计时电 图3动势为正值，下列图象中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是() 图2图44(2012·江西联考)一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生的正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图线a所示，当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图线b所示。以下关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是()图5A.从图线可算出穿过线圈磁通量的最大值B线圈先后两次转速之比为23C在图线a和b中，t0时刻穿过线圈的磁通量均为零D图

3、线b电动势的瞬时值表达式为e100sin 100t35(2013·吉林模拟)如图6所示，闭合的矩形导体线圈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方向观察，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为L1，ad边的边长为L2，线圈电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时( ) 图6A线圈中感应电流的方向为abcdaB线圈中的感应电动势为2nBL2C穿过线圈磁通量随时间的变化率最大n2B2LLD线圈ad边所受安培力的大小为R图76(2012·常州模拟)两只相同的电阻，分别通入正弦交流电和方形波的交流电。两种交变

4、电流的最大值相等，波形如图7所示，在正弦交流电的一个周期内，正弦交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方形波交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比为( )A31C21 B12 D437如图8所示，电阻为r的矩形线圈面积为S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。匀强磁场的磁感应强度为B，t0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则( )A滑片P下滑时，电压表的读数不变 图8B图示位置线圈中的感应电动势最大2BSC线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为 RrD1 s内流过R的电流方向改变 8一台小型发电机产生的电动势随时间变化的规律图象如图9甲所示，已知发电机

5、线圈内阻为20.0 ，现外接一只“100 V,125 W”的灯泡，如图乙所示，则()图9A此时线圈中感应电流为0B通过灯泡的电流i随时间t的变化规律是isin 100t(A)C灯泡能正常发光D灯泡的实际功率是80 W9(2012·黑龙江质检)如图10所示为一交流电压随时间变化的图象。每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得，此交流电压的有效值为()图10A7.5 VC215 V B8 V D13 V10(2013·江门模拟)风速仪的简易装置如图11甲所示。在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速的

6、变化而变化。风速为v1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速变为v2，且v2>v1，则感应电流的峰值Im和周期T的变化情况是()图11AIm变大，T变小CIm变小，T变小 BIm变大，T不变 DIm不变，T变大二、非选择题(本题共1小题，共20分)11(20分)如图12所示，N50匝的矩形线圈abcd，ab边长l120 cm，ad边长l225 cm，放在磁感应强度B0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴以n3 000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r1 ，外电路电阻R9 ，t0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸

7、里。(1)在图中标出t0时感应电流的方向；(2)写出感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做多少功？(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量是多少？答 案限时集训(三十二)1选BCD 由正弦交流电的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没有特别要求。2选AD t1、t3时刻线圈中的感应电动势e0，通过线圈的磁通量的变化率为零，但磁通量最大，故选项A正确，C错误；t2时刻线圈中的感应电动势最大，通过线圈的磁通量的变化率最大，但磁通量为零，故选项B错误；每当e变换方向时，也就是线圈通过中性面的时刻，通过线圈的磁通量的绝对值最大，故选项D正确。3选D 线圈转动

8、过程中，与磁感线方向垂直的两条对边切割磁感线并产生感应电动势，设矩形线圈切割磁感线的边长为a，另一边长为b，则线圈中的感应电动势大小恒为EmBab，从图示位置转过90°后，即在tT/4时刻，感应电动势方向发生改变，在tT/43T/4时间内，电动势方向保持不变，在t3T/4时刻，感应电动势方向又发生了改变。4选AD 根据图线a感应电动势最大值EmBSm，因此磁通量最大值mEma 图12ET3T0.04 s2nfT3A正确；线圈先后两次周期之比，B错误；t02Tb0.06 s3nbfbTa2时刻感应电动势为零，线圈与中性面平行，磁通量最大，C错误；感应电动势最大值EmE2f32BS，即E

9、mbma100 V，图线b电动势瞬时值表达式为eEmbsin Embb2fb23bt100sin 100(V)，D正确。 35选AC 由楞次定律(或右手定则)可知此时感应电流方向为abcda，A正确；此刻线圈中感应电动势最大，为EmnBL2L1，B错误；此刻感应电动势最大，由Ent刻磁通量的变化率最大，C正确；线圈ad边所受安培力的大小FnBIL2，而IEEmRn2B2L2LnBL2L1，联立得F，由左手定则可判断ad边所受安培力垂直于纸面向里，DR错误。6选B 题图甲为正弦交流电，其有效值为I1I1 A。题图乙为方波交流电，由QI2RT1于电流的热效应与电流的方向无关，所以其有效值为I2Im

10、1 A，因此，故BQ2I2RT2正确。7选CD 滑片P下滑时，外电阻增大，电压表的读数变大，选项A错误；图示位置穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零，选项B错误；线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为2BSC正确；一个周期内两次通过中性面，电流方向改Rr变两次，交流电的频率为，1 s内流过R的电流方向改变次，选项D正确。 28选D 由图乙可看出，该时刻线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量的变化U21002率最大，故感应电流最大，选项A错误；灯泡的电阻R 80 ，电路中的电P125E100流I A1 A，通过灯泡的电流i随时间t的变化规律为iImsin tRr80

11、202P125A1.25 A>I，故2sin 100t(A)，故选项B错误；灯泡的额定电流I额U1002×10灯泡不能正常发光，选项C错误；灯泡的实际功率PI2R12×80 W80 W，故选项D正确。9选C 根据电流的热效应有 T(9 V)2TU6 V2/RT， R3R23解得U2(60 V)2，所以U15 V，C项正确。10选A 由于线圈和永磁铁不变，风速增大时，转速增大，磁感应强度的变化率增大，故感应电动势增大，感应电流增大；转速增大，周期变小，故A正确。11解析：(1)线圈感应电流方向为adcba(图略)。(2)线圈的角速度2n100 rad/s 22图示位置的感应电动势最大，其大小为EmNBl1l2 代入数据得Em314 V电动势的表达式eEmcos t314 cos 100 t (V)。(3)电动势的有效值E线圈匀