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10.1交变电流的产生和描绘
1.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,下列说法正确的选项是( ).
A.当线框位于中性面时,线框中感觉电动势最大
B.当穿过线框的磁通量为零时,线框中的感觉电动势也为零
C.每当线框经过中性面时,感觉电动势或感觉电流方向就改变一次D.线框经过中性面时,各边切割磁感线的速度为零
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,此时穿过线框的磁通量的变化率等于零,
感觉电动势或感觉电流的方向也在此时刻变化.垂直于中性面时,穿
过线框的磁通量为零,但切割磁感线的两边都垂直切割,有效切割速
度最大,所以感觉电动势最大,即此时穿过线框的磁通量的变化率最
大.故C、D选项正确.
答案CD
如图10-1-1所示,矩形线圈abcd绕轴OO′匀速转动产生沟通电,
在图示地点开始计时,则下列说法正确的选项是( ).
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图10-1-1
A.t=0时穿过线圈的磁通量最大,产生的感生电流最大
T
B.t=4(T为周期)时感生电流沿abcda方向
C.若转速增大为原来的2倍,则交变电流的频次是原来的
2倍
D.若转速增大为原来的2倍,则产生的电流有效值为原来的
4倍
解析图示时刻,ab,cd边切割磁感线的有效速率为零,产生的感
应电动势为零,A错误;根据线圈的转动方向,确定
T
4时线圈的地点,
用右手定则能够确定线圈中的感觉电流方向沿
abcda方向,B正确;
根据转速和频次的定义可知
C正确;根据
Em=nBSω,E=
Em
2,I=
E
R总
可知电流有效值变为原来的2倍,D错误.
答案BC
3.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e=2202sin
100πt(V),那么( ).
A.该交变电流的频次是100Hz
B.当t=0时,线圈平面恰巧与中性面垂直
1
C.当t=200s时,e最大
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D.该交变电流电动势的有效值为2202V
ω
解析根据交变电流的表达式可知该交变电流的频次f==50Hz,2π
有效值为220V,A、D错;当t=0时,e=0,所以线圈平面恰巧处
于中性面,B错;当t=
1
s时,e有最大值220
2V,C正确.
200
答案C
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10-1-2甲所示,则下列说法中
正确的选项是( ).
图10-1-2
A.t=0时刻线圈平面与中性面垂直
B.t=0.01s时刻Φ的变化率达到最大
C.0.02s时刻感觉电动势达到最大
D.该线圈相应的感觉电动势图象如图10-1-18乙所示
解析由Φt图知,在t=0时,Φ最大,即线圈处于中性面地点,此
时e=0,故A、D两项错误;由图知T=0.04s,在t=0.01s时,Φ
ΔΦ
=0,t最大,e最大,则
B项正确;在
ΔΦ
t=0.02s时,Φ最大,t=
0,e=0,则C项错.
答案B
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5.将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的沟通电源上,电源电动势随
时间变化的规律如图10-1-3所示.下列说法正确的选项是( ).
图10-1-3
A.电路中交变电流的频次为0.25Hz
B.经过电阻的电流为2A
C.电阻消耗的电功率为2.5W
D.用沟通电压表测得电阻两头的电压是5V
1
解析电路中交变电流的频次f=T=25Hz,A错;经过电阻的电流
U52
应为有效值I=R=52A=2A,用沟通电压表测得电阻两头的电
压是
5
2
V,B、D错;电阻消耗的电功率
P=I2R=2.5W,C对.
2
答案
C
6.如图10-1-4
电阻R=100
所示电路中,已知沟通电源电压Ω则.电流表和电压表的示数分别为
u=200sin100πt(V),
( ).
图10-1-4
A.1.41A,200VB.1.41A,141V
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C.2A,200V
D.2A,141V
解析
电流表和电压表显示的是有效值,U=Um
2V≈141V;
2=100
I=U=1.41A,应选项B正确.
R
答案
B
7.一个单匝矩形线框的面积为S,在磁感觉强度为B的匀强磁场中,
从线圈平面与磁场垂直的地点开始计时,转速为n转/秒,则( ).
A.线框交变电动势的最大值为nπBS
B.线框交变电动势的有效值为2nπBS
1
C.从开始转动经过4周期,线框中的平均感觉电动势为2nBS
D.感觉电动势刹时值为e=2nπBSsin2nπt
解析线框交变电动势的最大值为Em=BSω=2nπBS,产生的感觉电
动势刹时值为e=2nπBSsin2nπt,A错、D对;该线框交变电动势的
有效值为E=
Em
2nπBS,B对;线
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