《交变电流》同步练习2

《交变电》同步练习1．关于线在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是()．线圈经过中性面时，感应电动势方向不变．线圈每转动一周，感应电动势大小不变．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势方向改变一次D．线圈转动一周过程中，感应电动势的大小在改变【解析】

线圈每经过中性面一次，感应电动势的方向改变一次A错C对；线圈转动一周过程中，感应电动势的大小在改变，B错、D．【答案】

2．绵阳高二期末)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是)．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次．线框经过中性面时，各边不切割磁感线【解析】

线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行即不切割磁感线所以电动势等于零此时穿过线的磁通量的变化率等于零感应电动势或感应电流的方向在此时刻变化垂直于中性面时穿过线框的磁通量为零切割磁感线的两边的速度与磁感线垂直有效切割速度最大所以感应电动势最大此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故、D正确．【答案】

3．把一段定的导线做成线圈，在确定的磁场中绕垂直于磁场的轴线以固定的转速转动，产生的交流电动势最大的情况是)．做成方形线圈，线圈平面垂直于转轴．做成方形线圈，转轴通过线圈平面．做成圆形线圈，转轴通过线圈平面．做成圆形线圈，线圈平面垂直于转轴【解析】

若周长相等，则圆的面积最大，E＝nBS，应做成圆形线mm圈，若线圈平面垂直于转轴，则线圈平面与磁场平行，故磁通量始终为零，故转轴应通过线圈平面．C．【答案】

C4．如图2－1－所示，观察电流表的指针，可以看到)图2－1－10A．指针着线圈转动而摆动，并且线圈旋转一周，指针左右摆动一次B．当线圈平面转到跟磁感线垂直的平面位置时，电流表的指针的偏转最大C．当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，电流表的指针的偏转最大D在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生的感应电动势和感应电流是按正弦规律变化的【解析】

由右手定则可以判断线圈转一周电流改变两次方向，A选项正确当线圈平面转到跟磁感线垂直的平面位置时磁通量最大但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，则感应电流为零，B错；当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，磁能量的变化率最大，感应电动势最大，则感应电流最大，C项正确在匀强磁场中如果线圈绕平行磁感线的轴转动穿过线圈的磁通量总为零，磁通量不发生变化，无感应电动势和感应电流产生，所以D错．【答案】

AC5．长为宽为b的矩形线圈，在磁感应强度为B匀强磁场中绕垂直于磁场的′轴以恒定的角速度转，t

＝0时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是()A．0，0B．，BabωBabωC.

2

D．，Babω【解析】

实际上，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，产生交变电动势＝Eωt＝ωt.

当t

＝0时，ωt1，虽然磁通量＝0，但是电动势为最大值根据电磁感应定律可知当电动势为最大值时对应的磁通量的ΔΦ变化率也最大，即ΔtEm＝，正确的选项为【答案】

B6.(2013·彭州中学高二检)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动所产生的交变电流的波形如图21－所示，下列说法中正确的是()图2－1－11A．在

1

时刻穿过线圈的磁通量达到最大值B．在t

2

时刻穿过线圈的磁通量达到最大值C．在t

3

时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到最大值D．在t时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到最大值4【解析】

由题图可知t

和t1

时刻i

最大，所以这两个时刻磁通量的变化率最大，线圈处于垂直中性面的位置，穿过线圈的磁通量为t

和t2

两时刻

＝0，Φ即Δt＝0，线圈处于中性面位置，此时穿过线圈的磁通量最大．【答案】

7一台旋转电枢式交流发电机，在正常工作时的正弦电动e＝2sin10tV由于超负荷使电枢转速降低了

110

，这时的电动势是()A．＝2202sin100πtVC．＝1982πtV

B．＝220sin90πtVD．＝198sin90πtV【解析】

19由于超负荷，使电枢转速降低10，即转速变为原来10n′＝，所以电动势的最大′＝NBSω′＝0.9E＝×2202V＝198mV，角速ω＝2π′＝2π×0.9n＝0.9ω×100πrad/s＝πrad/s，故正确答案为D.【答案】

D8．矩形线的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图2－－所示下列结论正确的是()A．在

＝0.1s和t

图2－1－12＝0.3s时，电动势最大B．在t

＝0.2s和

＝0.4s时，电动势改变方向C．电动势的最大值是1VD．在t

＝0.4s时，磁通量变化率最大，其值为.14【解析】

从题图中可知，在0.1s和刻，穿过线圈的磁通量最大，此时刻磁通量的变化率等于零0.2s和时刻，穿过线圈的磁通量为零，但此时刻磁通量的变化率最大，由此知选AB误．根据电动势的最大值公式：2πm＝NBSωm＝BS＝T可得Em＝157V通量变化率的最大值应为＝，故、D正确．

【答案】9．如图2－－所示，矩形线圈a放在匀强磁场中，＝bc＝ld＝l从图示位置起以角速度绕不同转轴做匀速转动，则)2

1

，abc图2－1－13A．以OO′为转轴时，感应电动势＝Bllωcosωt1B．以O′为转轴时，感应电动势e＝Bllωsinωt112C．以OO为转轴时，感应电动势＝Bllωωt12

πD．以OO′为转轴跟以为转轴一样，感应电动势＝Bl1lω＋2【解析】

以O′为轴转动时，磁通量不变，不产生交流电．无论O1O为轴还是以为轴转动，感应电动势的最大值都是ll1

ω

由于是从与磁场平行的面开始计时，产生的余弦交流电，则A、正确．【答案】

AD222210如图2－1－所示在匀强磁场中有一“π形导线框可绕A转动，5已知匀强磁场的磁感应强度B＝πT，线框的CD边长为20cm，、长均为10，转速为50从图示位置开始计时：图2－1－14写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；作出线框中感应电动势随时间变化关系的图像．【解析】

(1)开始计时的位置为线框平面与磁感线平行的位置在t

时刻线框转过的角度为ωt

此时刻＝Bllωcosωt即＝BScosωt其B＝12

52π

TS52＝×＝0.02，ω2πn＝π×50rad/s＝πrad/s，故＝π××100πcos100πtV，即e＝102100π

[线框中感应电动势随时间变化关系的图像如图所示．【答案】

(1)＝102100πtV(2)解析图11宜宾高二期末闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，线圈中产生正弦式交变电流．若在如图2－－15甲所示N、极间放置一圆柱形铁芯O，受铁芯影响，两极间的磁场如图乙所示，隙缝中的磁感线沿圆柱的半径π分布，且只在图中所示的左、右的圆心角范围内存在．一边长为l

的正方形平面线框bcd，其中b、cd边与铁芯轴线平行、da两边与铁芯的轴′垂直．线圈由图示位置以恒定的角速度ωOO′逆时针旋转，试分析线圈中感应电动势随时间的变化规律．(图中ab、所在位置磁感应强度为)a