1.考点及要求:(1)交变电流、交变电流的图像(Ⅰ);(2)正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值(Ⅰ).2.方法与技巧:(1)线圈每经过中性面一次,电流方向改变一次;从中性面开始转动时,i-t图像为正弦函数图像;(2)交变电流的求解一般选择一个周期,利用电流的热效应来求解.
1.(交变电流的产生)如图1甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交流电如图乙所示,设沿abcda方向为电流正方向,则( )
图1
A.乙图中Oa时间段对应甲图中①至②图的过程 B.乙图中c时刻对应甲图中的③图
C.若乙图中d等于0.02s,则1s内电流的方向改变了50次 D.若乙图中d等于0.02s,则交流电的频率为25Hz
2.(交变电流的瞬时值表达式和图像)(多选)在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,如图2甲所示.产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示.则下列说法准确的是( )
图2
A.t=0.01s时穿过线框的磁通量最小 B.该交变电动势的有效值为112V
C.该交变电动势的瞬时值表达式为e=222sin(100πt) V D.电动势瞬时值为22V时,线框平面与中性面的夹角为45°
3.(交变电流的有效值)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图3所示,已知发电机线圈内阻为5Ω,仅外接一只电阻为105Ω的灯泡,则( )
图3
A.线圈从垂直于中性面的位置开始转动 B.电路中的电流方向每秒改变50次 C.灯泡两端的电压为220V
D.发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为20J
4.(交变电流的“四值”)如图4所示,矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表
组成闭
合电路.线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,转动的角速度ω=100πrad/s.线圈的匝数N=100,边长ab=0.2m、ad=0.4m,电阻不计.磁场只分布在bc边的左侧,磁2
感应强度大小B=T.电容器放电时间不计.下列说法准确的是( )
16π
图4
A.该线圈产生的交流电动势的峰值为50V B.该线圈产生的交流电动势的有效值为252V C.电容器的耐压值至少为50V
D.电容器的电容C变大时,电流表的示数变小
5.如图所示,面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动,能产生正弦交变电动势e=BSωsinωt的图是( )
6.如图5所示,单匝闭合金属线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动,设穿过线框的最大磁通量为Φm,线框中的最大感应电动势为Em,从线框平面与磁场平行时刻开始计时,下面说法不准确的是( )
图5
A.当穿过线框的磁通量为
ΦmEm的时刻,线框中的感应电动势为 22
B.线框中的电流强度随时间按余弦规律变化 EmC.线框转动的角速度为 Φm
D.线框在垂直于磁场方向平面内的投影面积随时间按正弦规律变化
7.如图6所示电路中,电源电压u=311sin (100πt) V,A、B间接有“220V 440W”的电暖宝、“220V220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝.下列说法准确的是( )
图6
A.交流电压表的示数为311V
B.电路要正常工作,保险丝的额定电流不能小于32A C.电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍 D.1min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104J
8.(多选)交流发电机电枢中产生的交变电动势为e=Emsinωt,如果要将交变电动势的有效值提升一倍,而交变电流的周期不变,可采取的方法是( ) A.将电枢线圈转速提升一倍,其他条件不变 B.将磁感应强度增加一倍,其他条件不变 C.将线圈的面积增加一倍,其他条件不变
D.将磁感应强度增加一倍,线圈的面积缩小一半,其他条件不变
9.调光灯、调速电风扇以前是用变压器来实现的,该技术的缺点是成本高、体积大、效率低,且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速.现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的.如图7为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压.那么现在电灯上的电压为( )
图7
A.Um UmC. 2
B.
2Um
2
UmD. 4
10.(多选)如图8所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端.线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动.设线圈转动到图示位置的时刻为t=0.则( )
图8
A.在t=0时刻,线圈处于中性面,流过电阻R的电流为0,此时电压表的读数也为0 ω
B.1秒内流过电阻R的电流方向改变次
πC.若线圈角速度ω增大,则电压表示数变大
D.在电阻R的两端再并联一个电容器后,电压表的读数不变
11.(多选)如图9所示,在匀强磁场中匀速转动的圆形线圈周期为T,匝数为10匝,转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈电阻为2Ω,从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时,线圈转过30°时的电流为1A,下列说法中准确的是( )
图9
A.线圈中电流的最大值为2A
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