交变电流的产生及规律知识点题库

一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( )

A . t₁、t₃时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B . t₁、t₃时刻线圈中感应电流方向改变 C . t₂、t₄时刻线圈中磁通量最大 D . t₂、t₄时刻线圈中感应电动势最小

一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴oo`匀速转动，线圈平面位于如图（甲）所示的匀强磁场中。通过线圈内的磁通量Φ随时间的变化规律如图（乙）所示。下列说法正确的是（）

A . t₁、t₃时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B . t₂、t₄时刻线圈中感应电流方向改变 C . t₁、t₃时刻线圈中感应电流方向改变 D . t₂、t₄时刻线圈中感应电动势最小

如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交变电流的电动势图象如图5﹣乙所示，经原、副线圈匝数比为1：10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡的额定功率为22W，现闭合开关，灯泡正常发光．则（）

A . t=0.01s时，穿过线框回路的磁通量为零 B . 金属线框的转速为50r/s C . 变压器原线圈中电流表的示数为 $\text{[math]}$ A D . 灯泡的额定电压为220V

图甲为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OO'匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，定值电阻R=90Ω与线圈连接成回路．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Φ随时间t的关系如图乙所示．求：

（1）交流发电机产生的电动势的最大值．
（2）线框中感应电动势的瞬时值表达式．
（3）电路中交流电压表的示数．

如图所示是一个交流发电机的示意图．线框abcd处于匀强磁场中，已知ab=bc=10cm，B=1T，线圈匝数n=10，线圈电阻r=5Ω，外电路负载电阻R=5Ω，线圈以10r/s的转速匀速转动．求：

（1）安培表和电压表的读数．
（2）从如图示位置开始经过 $\text{[math]}$ 秒时感应电动势的瞬时值多大？
（3）从如图所示位置开始转过90°角的过程中的平均感应电动势值多大？

某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围成的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R₀表示输电线的电阻，以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是（　　）

A . 若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值最小 B . 发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωt C . 当用户数目增多时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向下滑动 D . 当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高

如图所示的4种电流随时间变化的图中，属于交变电流的有（）

A .

B .

C .

D .

如图甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，线框中产生的交变电流的电动势如图乙所示。该交变电流经原、副线圈匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示。灯泡上标有“220V　22W”字样。则（）

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A . 灯泡中的电流方向每秒钟改变50次 B . t=0.01s时穿过线框回路的磁通量最大 C . 电流表示数为0.1A D . 电流表示数为 $\text{[math]}$ A

如图所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比n₁∶n₂＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R₀ ，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动．如果滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则(　　)

A . 滑动变阻器上消耗的功率为P＝100I²R B . 变压器原线圈两端的电压U₁＝10IR C . 取ab在环的最低端时t＝0，则导体棒ab中感应电流的表达式是i＝Isin ωt D . ab沿环转动过程中受到的最大安培力F＝ $\text{[math]}$ BIL

如图所示，一个矩形线圈在匀强磁场中绕 $\text{[math]}$ 轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，初始状态时线圈平面与磁场方向平行。线圈匝数 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ，长 $\text{[math]}$ ，宽 $\text{[math]}$ ，角速度 $\text{[math]}$ ，磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ 。线圈两端外接电阻 $\text{[math]}$ 的用电器和一个交流电流表。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。求：

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（1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内感应电流随时间变化的函数表达式；
（2）求线圈转动过程中电阻R的发热功率；

如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd绕垂直磁场方向的 $\text{[math]}$ 轴以角速度 $\text{[math]}$ 匀速转动，其中ab边长为l₁ ， bc边长为l₂ ，线圈匝数为N，线圈电阻为r，外电路电阻为R。求：

（1）图示时刻矩形线圈中产生的瞬时感应电动势e的大小；
（2）线圈由图示位置转过 $\text{[math]}$ 的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）线圈由中性面位置转过 $\text{[math]}$ 的过程中，电阻R上所产生的热量Q。

如图所示为一交流发电机和交流电路模型，图中电流表的示数为1A，电阻R的阻值为2 Ω，线圈转动角速度ω＝100πrad/s。则从图示位置开始计时，电阻R两端交变电压的瞬时值表达式为（　　）

A . u＝2sin 100πt V B . u＝2cos 100πt V C . u＝2 $\text{[math]}$ sin 100πt V D . u＝2 $\text{[math]}$ cos 100πt V

交流发电机发电示意图如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是( )

A . 转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大 B . 转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零 C . 转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大 D . 转到图丁位置时，AB边中感应电流方向为A→B

如图所示是一交变电流的 $\text{[math]}$ 图像，则该交流电电流的有效值为（）

A . 10A B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

一个长为L₁宽为L₂单匝的矩形线框abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中按照下图中的甲、乙两种情景以相同的角速度 $\text{[math]}$ 绕 $\text{[math]}$ 匀速转动给相同的小灯泡供电。其中甲图中的 $\text{[math]}$ 为线框的左右对称轴，乙图的 $\text{[math]}$ 和ab边重合，则关于以下两种情况，下列说法正确的是（）

A . 通过两小灯泡的电流之比为1∶1 B . 两小灯泡两端电压之比为1∶ $\text{[math]}$ C . 从图示位置线框转 $\text{[math]}$ 周期，通过两小灯泡的电量之比2∶1 D . 两小灯泡消耗功率之比1∶ $\text{[math]}$

一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动。转轴位于线圈平面内并与磁场方向垂直，产生的交变电压u随时间t变化关系如图所示，则（）

A . $\text{[math]}$ 时，线圈处于中性面位置 B . 该交变电压有效值是 $\text{[math]}$ C . 该交流电经过电子电路处理可以变为直流电 D . 该交流电频率是 $\text{[math]}$

某兴趣小组自制一小型发电机，使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量 $\text{[math]}$ 随时间t按正弦规律变化的图像如图所示，线圈转动周期为T，则（）

A . 在 $\text{[math]}$ 时，磁场方向与线圈平面平行 B . 在 $\text{[math]}$ 时，线圈中的磁通量变化率最大 C . 在 $\text{[math]}$ 时，线圈中的电流改变方向 D . 若线圈转速增大为原来的2倍，则线圈中最大电动势变为原来的4倍

图甲是磁电式电流表的结构示意图，图乙是线圈在通电后的正视图，关于磁电式电流表，以下说法正确的是（）

A . 通电线圈在转动过程中所处的磁场处处相同 B . 绕线圈的框要轻，既可以用铝框，也可用轻质的塑料框 C . 增大磁感应强度，通过校准并改装刻度盘，可以提高测量的灵敏度 D . 电表不用时，要务必注意两根外接表笔不可以接触，以防电表短路

图甲是小型交流发电机的示意图A为交流电流表，线圈ABCD绕O匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的图像如图乙所示，已知定值电阻 $\text{[math]}$ ，线圈电阻 $\text{[math]}$ ，则（）

A . t=0时线圈处于图甲所示位置 B . ls内交变电流的方向改变50次 C . t=0.01s时电流表示数为零 D . 线圈消耗的电功率为2W

如图所示为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 $\text{[math]}$ 匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

A . 此交流电的频率为 $\text{[math]}$ B . 此交流电动势的有效值为 $\text{[math]}$ C . 当线圈平面转到图示位置时产生的电动势为零 D . 当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大

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