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2021年初高中物理专题周练——交变电流训练题(二)含详解
2021年初高中物理专题周练——交变电流训练题(二)含详解
高中
整体难度:中等
2021-04-21
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一、选择题 (共46题)
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1.

一线圈在匀强磁场中匀速转动,在如图所示的位置时 (   )

A 穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最小

B 穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最大

C 穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大

D 穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最小

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知识点:交变电流
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2.

对于如图所示的电流 i 随时间 t 做周期性变化的图象,下列说法中正确的是 ( )

A 电流大小变化,方向不变,是直流电

B 电流大小、方向都变化,是交流电

C 电流的周期是 0.02 s ,最大值是 0.2 A

D 电流做周期性变化,是交流电

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知识点:交变电流
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3.

在一小型交流发电机中,矩形金属线圈 abcd 的面积为 S ,匝数为 n ,线圈总电阻为 r ,在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,绕轴以角速度 ω 匀速转动 , 产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示,矩形线圈与阻值为 R 的电阻构成闭合电路,下列说法中正确的是(

A t 1 t 3 这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零

B t 3 t 4 这段时间通过电阻 R 的电荷量为

C t 4 时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为 E 0

D t 4 时刻线圈处于中性面位置

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知识点:交变电流
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4.

如图所示的各图象中表示交变电流的是(

A. B

C D

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知识点:交变电流的描述
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5.

如图所示,矩形线框在匀强磁场中做的各种运动,能够产生感应电流的是(

A B

C D

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知识点:交变电流
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6.

在匀强磁场中,一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.产生的感应电动势如图乙所示,则(

A 线框产生的交变电动势有效值为

B 线框产生的交变电动势频率为

C 时线框平面与中性面重合

D 时线框的磁通量变化率为零

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知识点:静电场及其应用单元测试
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7.

如图所示,内阻为 r 的线圈面积为 S ,共 N 匝,处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,以角速度 ω 匀速转动,线圈通过电刷与一个阻值为 R 的电阻连接, V 为理想交流电压表.则下列说法正确的是 (  )

A 在图示位置线框中电流改变方向

B 以图示位置为计时零点,电流的表达式为

C 电压表的读数是

D 线圈从图示位置开始转过 90° 角的过程中,通过线圈导线截面的电量为

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知识点:交变电流的描述
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8.

一台发电机的结构示意图如图所示,其中 N、S 是永久磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状. 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.

A B

C D

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知识点:交变电流
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9.

边长为 a N 匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动 , 转速为 n, 线圈所围面积内的磁通量 Φ 随时间 t 变化的规律如图所示 , 图象中 为已知。则下列说法正确的是

A 时刻线圈中感应电动势最大

B 时刻线圈中感应电流为零

C 匀强磁场的磁感应强度大小为

D 线圈中瞬时感应电动势的表达式为

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知识点:交变电流
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10.

如图所示,左侧竖直长导线通有向下方向的恒定电流,一矩形线圈 abcd 可绕其竖直对称轴 O 1 O 2 转动 . 当线圈绕轴以角速度 沿逆时针 沿轴线从上往下看 方向匀速转动,从图示位置 开始计时,下列说法正确的是

A t=0 时,线圈产生的感应电动势最大

B 时间内,线圈中感应电流方向为 abcda

C 时,线圈的磁通量为零,感应电动势也为零

D 线圈每转动一周电流方向改变一次

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知识点:交变电流
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11.

一台小型发电机与计算机相连接,计算机能将发电机产生的电动势随时间变化的图象记录下来,如图甲所示,让线圈在匀强磁场中以不同的转速匀速转动,计算机记录了两次不同转速所产生正弦交流电的图象如图乙所示 . 则关于发电机先后两次的转速之比 n a n b ,交流电 b 的最大值正确的是 ( )

A 3 2 V B 3 2 V

C 2 3 V D 2 3 V

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知识点:交变电流
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12.

如图所示,为一台小型发电机产生的电动势随时间按余弦规律变化,其 e­t 图象如图所示。下列分析正确的是 ( )

A 1.0×10 2 s 时刻,线圈中的感应电流最大

B 2.0×10 2 s 时刻 ,线圈平面转到中性面

C t=0 时刻,穿过线圈的磁通量最大

D 2.0×10 2 s 时刻 , 穿过线圈的磁通量变化率最大

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知识点:静电场及其应用单元测试
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13.

如图为一交流发电机发出的电流随时间的变化图象,则下列说法正确的是

A A 点时穿过线圈的磁通量最大

B B 点时穿过线圈的磁通量变化率最大

C A 点时线圈处在中性面,电流方向改变

D B 点时线圈处在中性面,电流方向改变

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知识点:交变电流
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14.

如图所示,边长为 L 、匝数为 N ,电阻不计的正方形线圈 abcd 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中以角速度 ω 绕转轴 OO′ 匀速转动,轴 OO′ 垂直于磁感线且位于线圈平面内,在线圈外接一含有理想变压器的电路,变压器原、副线圈的匝数分别为 n 1 n 2 ,保持线圈以恒定角速度 ω 转动,下列判断正确的是(

A 交流电压表 V 1 的示数等于 NBωL 2

B 变压器的输入功率与输出功率之比为 n 1 : n 2

C 交流电压表 V 2 的示数为副线圈两端电压的有效值

D 在图示位置时线圈中磁通量为零,感应电动势最小

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知识点:交变电流
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15.

如图所示 匀强磁场的磁感应强度 B=0.5T ,边长 L=0.1m 的正方形线圈共 N=100 匝,线圈总电阻 r=1 ,线圈绕垂直于磁感线的对称轴 OO 匀速转动,转速为 r/s ,外电路中的电阻 R=4 ,图示位置线圈平面与磁感线平行,以下说法中正确的是(

A 如从图示位置计时,线圈中产生电流按正弦规律变化

B 线圈从图示位置转动 30° ,流经 R 上的电荷量为 0.05C

C 每转动一周线圈上产生的热量为 J

D 电阻 R 上的电压为 8V

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知识点:交变电流的描述
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16.

如图所示,线圈按下列方式在匀强磁场中匀速转动,能产生正弦交变电流的是(  )

A B C D

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知识点:交变电流
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17.

一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的 Ф t 图像如图所示.下列说法中正确的是(

A t=0 时刻线圈在中性面位置

B t=0.01s 时线圈产生的感应电动势最大

C t=0.02s 时线圈磁通量的变化率为零

D t=0.03s 时线圈中的电流方向发生改变

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知识点:交变电流
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18.

已知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=0.01s 时刻 的变化率达最大

C t=0.02s 时刻感应电动势达到最大 D 该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示

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知识点:交变电流
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19.

如图甲所示,矩形线圈 abcd 在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交变电流如图乙所示,设沿 abcda 方向为电流正方向,则下列说法正确的是 (  )

A 乙图中 Oa 时间段对应甲图中 A B 图的过程

B 乙图中 c 时刻对应甲图中的 C

C 若乙图中 d 等于 0.02s ,则 1s 内电流的方向改变 50

D 若乙图中 b 等于 0.02s ,则交流电的频率为 50Hz

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知识点:交变电流
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20.

在匀强磁场中,一个 100 匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,如图所示,穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化。则(

A t 0 时,线圈位于中性面位置

B t 0.5 s 时,线圈中的磁通量变化率为零

C t 0.8 s 时,线圈产生的感应电动势处于减小的过程中

D t 1.0 s 时,线圈产生的感应电动势为零

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知识点:交变电流
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21.

匝数为 N 的矩形线框 ABCD 放在垂直纸面向里的磁场中,开始线框所在的平面与磁场方向垂直,如图所示,现以线框的 AB 边为轴使其在水平面内以恒定的加速度匀速转动,经测量可知此时线框的转动周期为 To ,线框中所产生的感应电动势的最大值为 Em .下列选项中正确的是 (   )

A 线框中所产生的感应电动势的有效值为

B 线框在转动一周的过程中穿过线框磁通量的最大值为

C 线框转动过程穿过每匝线框的磁通量变化率的最大值为

D 线框转动一周的过程中电流方向始终不变

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知识点:交变电流
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22.

如图所示,一单匝正方形线圈 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′ 观察,线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为 B ,线圈边长为 L ,电阻为 R ,转动的角速度为 ω 。当线圈转至图示位置时(

A 线圈中感应电流的方向为 abcda B 线圈中感应电流的大小为

C 穿过线圈的磁通量为 BL 2 D 穿过线圈磁通量的变化率为 BL 2 ω

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知识点:磁感应强度 磁通量
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23.

一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定转轴匀速转动,线圈中产生的感应电动势 e 随时间 t 的变化规律如图所示.下列说法中正确的是

A 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

B 时刻通过线圈的磁通量为 0

C 时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D 每当电流方向变化时,线圈平面就会与中性面垂直

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知识点:交变电流
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24.

如图所示,面积为 、匝数为 10 匝的矩形线圈,处在磁感应强度为 的匀强磁场中,通过电刷与理想变压器的原线圈相连.变压器的原线圈接有一理想二极管,副线圈接有 的电阻和一理想交流电压表,变压器的原、副线圈匝数比为 2:1 .当线圈绕垂直于磁场的轴 的角速度转动时,下列说法中正确的是(

A 矩形线圈产生的交流电的周期为 0.02s

B 矩形线圈产生的电动势的有效值为 80V

C 电压表的示数为 20V

D 副线圈的输出功率为 160W

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知识点:变压器
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25.

一个矩形线圈在匀强磁场中转动,产生交流电动势的瞬时值为 ,则下列说法中正确的是

A 时,线圈平面与中性面垂直

B 时,穿过线圈的磁通量等于零

C 该交流电能让标注为 “300V, 的电容器正常工作

D 若转速 n 提高 1 倍,其他条件不变,则电动势的变化规律将变为

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知识点:静电场及其应用单元测试
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26.

如图所示,边长为 L 、匝数为 N ,电阻不计的正方形线圈 abcd 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕转轴 OO′ 转动,转轴 OO′ 垂直于磁感线,在线圈外接一个含有理想变压器的电路,变压器原、副线圈的匝数分别为 n 1 n 2 . 保持线圈以恒定角速度 ω 转动,下列判断正确的是

A 从图位置计时,矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 e= NBωL 2 sinωt

B 电压表 V 1 示数等于 NBωL 2 ,电压表 V 2 示数等于

C 当可变电阻 R 的滑片 P 向上滑动时,电压表 V 2 的示数变大

D 当可变电阻 R 的滑片 P 向上滑动时,变压器的输入功率减小

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知识点:交变电流
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27.

图甲为一小型发电机的示意图,发电机线圈内阻为 1Ω,灯泡L的电阻为9Ω,电压表为理想交流电压表.发电机产生的电动势e随时间t按图乙的正弦规律变化,则

A 0.01s时穿过线圈的磁通量为零

B 线圈转动的角速度为 50rad/s

C 电压表的示数为 10V

D 灯泡 L的电功率为9W

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知识点:交变电流的描述
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28.

如图所示为小型旋转电枢式交流发电机,电阻 r 1 Ω 的矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴 OO' 匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与电路连接,滑动变阻器 R 的最大阻值为 6 Ω ,滑片 P 位于滑动变阻器距下端 处,定值电阻 R 1 2 Ω ,其他电阻不计,线圈匀速转动的周期 T 0.02 s 。闭合开关 S ,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转动过程中理想电压表示数是 5 V 。下列说法正确的是 ( )

A 电阻 R 1 消耗的功率为 W

B 0.02 s 时滑动变阻器 R 两端的电压瞬时值为零

C 线圈产生的电动势 e 随时间 t 变化的规律是 V

D 线圈从开始计时到 s 的过程中,通过 R1 的电荷量为 C

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知识点:交变电流
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29.

如图, 是磁感应强度大小分别为 3B B 的两个匀强磁场区域的分界线,磁场方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外。单匝圆形导线圈的直径刚好位于 处,线圈以 为转轴从纸面位置开始以角该度 ω 匀速转动.若线圈的电阻为 R ,面积为 S ,则下列说法正确的是 (    )

A 线圈在纸面位置时,感应电流最大

B 线圈中产生的感应电动势的最大值为 2BSω

C 线圈中产生的热功率为

D 线圈从纸面位置开始转过 90° 的过程中通过线圈某一横截面的电荷量为

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知识点:交变电流
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30.

如图所示,电阻为 r 的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度 匀速转动。 t=0 时,线圈平面与磁场垂直,各电表均为理想交流电表,则(  )

A t=0 时,线圈中的感应电动势最大

B 1s 内电路中的电流方向改变了

C 滑片 P 向下滑动时,电压表的读数变大

D 线圈匀速运动的角速度 变为 2 倍时,电阻 R 的电功率也变为 2

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知识点:闭合电路的欧姆定律
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31.

如图所示,面积为 S 、匝数为 N 的矩形线框在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴 OO ′匀速转动,通过滑环向理想变压器供电,灯泡 L 1 L 2 L 3 均正常发光.已知 L 1 L 2 L 3 的额定功率均为 P ,额定电流均为 I ,线框及导线电阻不计,则(

A 理想变压器原副线圈的匝数比为 1 2

B 图示位置时穿过线框的磁通量变化率为零

C 若灯 L 1 烧断,灯泡 L 3 将变暗

D 线框转动的角速度为

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知识点:交变电流
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32.

如图所示,一个矩形线圈 abcd 在匀强磁场中匀速转动,转轴 OO' 与磁场方向垂直,线圈中产生感应电动势 下列说法正确的是(

A 线圈平面与磁场垂直时,磁通量为零

B 线圈平面与磁场垂直时,磁通量变化最快

C 线圈平面与磁场平行时,感应电动势为零

D 线圈平面与磁场平行时,感应电动势最大

难度:
知识点:交变电流
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33.

某发电机的原理简图如图所示,线圈按图示方向匀速转动。以下说法正确的是(

A 线圈经过图示位置时穿过线圈的磁通量为零,磁通量的变化率为零

B 线圈从图示位置转过 90° 后,小灯泡中的电流方向发生变化电流逐渐变大

C 线圈转动两周,电流的方向改变 2

D 从线圈经过图示位置开始计时,则电动势 e 随时间变化的规律为 e=Esinωt(V)

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知识点:交变电流
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34.

如图 1 所示,一个矩形导线框放置在匀强磁场中,并绕过 ab、cd 中点的固定轴 以角速度 rad/s 顺时针转动.若以线框平面与磁场方向垂直时(如图 2 )为计时起点,并规定 bc 边中电流 i 的方向由 b 流向 c 时为正,则 i-t 图像正确的是

A. B

C D

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知识点:交变电流
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35.

如图甲所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴 匀速转动,从某时刻开始计时,产生的感应电动势 e 随时间 t 的变化曲线如图乙所示,若外接电阻 R=70Ω ,线圈电阻 r=10Ω ,则下列说法正确的是

A 线圈的角速度为 100rad/s

B 0.01s 末穿过线圈的磁通量最大

C 通过线圈的最大电流为 1.25A

D 电压表的示数为 87.5V

难度:
知识点:交变电流
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36.

关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是 (  )

A .线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变

B .线圈每转动一圈,感应电流方向就改变一次

C .线圈平面经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都要改变一次

D .线圈每转动一圈,感应电动势和感应电流方向都要改变一次

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知识点:交变电流
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37.

线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交变电流的图象如图所示,由图可知(  )

A A C 时刻线圈处于中性面位置

B B D 时刻穿过线圈的磁通量为零

C A 时刻到 D 时刻线圈转过的角度为 π

D 若从 O 时刻到 D 时刻经过 0.02s ,则在 1s 内交变电流的方向改变 100

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知识点:交变电流
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38.

如图甲,小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,从中性面开始转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系(如图乙),且与一个 R 的电阻构成闭合电路,线圈自身的电阻 r .下列说法正确的是(  )

A 交变电流的频率为 5Hz

B 当线圈转过 时,电动势的瞬时值为 0

C t 0.2s 时,电压表的示数为 0

D 发电机输出的电功率为 18W

难度:
知识点:交变电流
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39.

有一种自行车,它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机,其原理示意图如图甲所示,图中 N,S 是一对固定的磁极,磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈,转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮.如图乙所示,当车轮转动时,因摩擦而带动摩擦轮转动,从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电.关于此装置,下列说法正确的是(  )

A 自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电

B 小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关

C 知道摩擦轮与后轮的半径,就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数

D 线圈匝数越多,穿过线圈的磁通量的变化率越大

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知识点:圆周运动
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40.

某兴趣小组利用如图所示装置给灯泡供电.图中两磁极位置相对于水平轴线 对称,导线框 绕轴线 以角速度 匀速转动,并通过升压变压器给灯泡供电.下列说法正确的是

A 图示位置穿过线框的磁通量为零

B 图示位置线框产生的感应电动势为零

C 线框 中电流的有效值小于灯泡中电流的有效值

D 若灯泡偏暗,可通过增加原线圈匝数来提高灯泡亮度

难度:
知识点:交变电流
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41.

如图所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 OO′ 匀速转动,产生的交流电动势 .下列说法正确的是:

A 交流电的频率为 100Hz

B 交流电动势的有效值为 100V

C 当线圈转到如图所示的位置时电动势最大

D 当线圈转到如图所示的位置时穿过线圈的磁通量变化率最大

难度:
知识点:交变电流
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42.

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转轴 O′ 以恒定的角速度 ω 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图乙所示的余弦规律变化 , t=π/2ω 时刻(

A 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 穿过线圈磁通量的变化率最大

难度:
知识点:交变电流
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43.

如图所示,一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转动轴与磁场方向垂直,产生交变电动势瞬时值的表达式为 下列说法正确的是

A 线圈平面与磁场垂直时,产生的感应电动势最大

B 线圈平面与磁场平行时,磁通量变化最快

C 线圈产生交变电动势的有效值为 30 V

D 线圈产生交变电动势的周期为 0.01 s

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知识点:交变电流
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44.

图中属于交变电流的是

A B

C D

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知识点:交变电流
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45.

匀强磁场中,矩形金属线框绕与磁感线垂直转轴匀速转动,如图 1 所示,产生的交变电动势的图象如图 2 所示,则(  )

A t=0.01s 时线框的磁通量为零

B t=0.01s 时线框的感生电动势最大

C 线框转动过程中电流的方向不变

D 该交变电动势的瞬时值表达式为 V)

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知识点:静电场及其应用单元测试
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46.

交变电流是

A 矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流

B 按正弦规律变化的电流

C 按余弦规律变化的电流

D 大小、方向随时间做周期性变化的电流

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知识点:交变电流的描述
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二、解答题 (共4题)
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1.

如图,匀强磁场的磁感应强度 B=0.5 T ,边长为 L=10 cm 的正方形线圈 abcd N=100 匝,线圈电阻 r=1 Ω. 线圈绕垂直于磁感线的轴 OO′ 匀速转动,转动的角速度 ω=2π rad/s ,外电路电阻 R=4 Ω.

(1) 求感应电动势的最大值;由图示位置转过 60° 角时的感应电动势的值.

(2) π 2 10 ,求线圈转过一周电流产生的总热量.

(3) 由图示位置开始,求在线圈转过 周期的时间内通过电阻 R 的电荷量.

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2.

图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 按如图所示方向匀速转动,线圈的匝数 n=100 、电阻 ,线圈的两端经集流环与电阻连接,电阻 ,与 R 并联的交流电压表为理想电表.在 t=0 时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量 随时间 t 按图乙所示正弦规律变化.(取 )求:

1 )交流发电机产生的电动势的最大值;

2 )从 时开始计时,转过 时线圈中应电流瞬时值及感应电流的方向;

3 )电路中交流电压表的示数;

4 )从图示位量转过 ,整个回路产生的焦耳热.

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知识点:交变电流的描述
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3.

如图所示,矩形线圈 abcd 匝数 n=100 匝、面积 S 0.5m 2 、电阻不计,处于磁感应强度 B T 的匀强磁场中.线圈通过金属滑环 E F 与理想变压器原线圈相连,变压器的副线圈接一只 “10V 10W” 灯泡.接在矩形线圈和原线圈间的熔断器的熔断电流的有效值 I =1.5A 、电阻忽略不计,现使线圈 abcd 绕垂直于磁场方向的轴 OO′ 以角速度 ω=10rad/s 匀速转动,灯泡正常发光.求:

1 )线圈 abcd 中电动势有效值;

2 )变压器原、副线圈匝数之比;

3 )副线圈中最多可以并联多少盏这样灯泡.

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4.

如图所示为交流发电机的示意图。线圈 abcd 绕垂直于磁场的轴逆时针方向匀速转动,角速度 ω=2πrad/s 。已知产生的交流电电动势的最大值为 ,线圈 abcd 电阻为 ,小灯泡电阻为 ,其他电阻忽略不计。求:

1 )线圈在图示位置时,通过线圈的磁通量是多少?线圈中的感应电流是多少?

2 )线圈从图示位置开始转过 60 o 角时,电动势的大小?

3 )若在灯泡两端并联交流电压表,则电压表示数?

4 )外力驱动线圈转动一周所做的功 ?

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交变电流
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交变电流的描述
8
16.0%
静电场及其应用单元测试
4
8.0%
磁感应强度 磁通量
1
2.0%
变压器
1
2.0%
闭合电路的欧姆定律
1
2.0%
圆周运动
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