交变电流的产生及规律知识点题库

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所示，下列说法中正确的是( )

A . 在t₂时刻穿过线圈的磁通量达到最大值 B . 在t₁时刻穿过线圈的磁通量达到最大值 C . 在t₃时刻线圈处在中性面位置 D . 在t₄时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值

交流发电机正常工作时产生的电动势为e＝E_msin ωt ，若将其线圈的匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍，其他条件不变，则产生的电动势的表达式为（）

A . e＝E_msin ωt B . e＝E_msin 2ωt C . e＝2E_msin ωt D . e＝2E_msin 2ωt

矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴匀速转动时，线圈跟中性面重合的瞬间，下列说法中正确的是 ( )

A . 线圈中的磁通量为零 B . 线圈中的感应电动势最大 C . 线圈的每一边都不切割磁感线 D . 线圈所受到的磁场力不为零

如图所示是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图像，可以判定( )

A . 此交变电流的周期为0.1s B . 此交变电流的频率为5Hz C . 将标有“12V，3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光 D . 与图像上a点对应的时刻发电机中的线圈刚好转至中性面

图是一正弦式交变电流的电压图象．从图象可知电压的最大值和周期分别为（　　）

A . 20V ， 0.01s B . 20 $\text{[math]}$ V ， 0.01s C . 20V ， 0.02s D . 20 $\text{[math]}$ V ， 0.02s

如图所示，矩形线圈100匝，ab=30cm ， ad=20cm ，匀强磁场磁感应强度B=0.8T ，绕轴OO′从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s ，试求：

（1）穿过线圈的磁通量最大值Φ_m=？线圈转到什么位置时取得此值？
（2）线圈产生的感应电动势最大值E_m=？线圈转到什么位置时取得此值？
（3）写出感应电动势e随时间变化的表达式．

如图所示，空间存在竖直向下的有界匀强磁场B ，一单匝边长为L ，质量为m的正方形线框abcd放在水平桌面上，在水平外力作用下从左边界以速度v匀速进入磁场，当cd边刚好进入磁场后立刻撤去外力，线框ab边恰好能到达磁场的右边界，然后将线框以ab边为轴，以角速度ω匀速翻转到图示虚线位置．已知线框与桌面间动摩擦因数为μ ，磁场宽度大于L ，线框电阻为R ，重力加速度为g ，求：

（1）当ab边刚进入磁场时，ab两端的电压U_ab；
（2）磁场的宽度d；
（3）整个过程中产生的总热量Q ．

利用实验室的手摇发电机产生的正弦交流电给灯泡L供电，其电路如图所示．当线圈以角速度ω匀速转动时，电压表示数为U，灯泡正常发光．已知发电机线圈的电阻为r，灯泡正常发光时的电阻为R，电表均为理想电表，导线电阻可忽略．则（）

A . 图中电流表示数为 $\text{[math]}$ B . 灯泡的额定功率为 $\text{[math]}$ C . 发电机的线圈中产生的电动势的最大值为U（1+ $\text{[math]}$ ） D . 从线圈转到中性面开始计时，灯泡两端电压的瞬时值表达式为u= $\text{[math]}$ Usinωt

欲增大交流发电机的感生电动势而不改变频率，下面措施中不能采用的是（）

A . 增大转速 B . 增大磁感应强度 C . 增加线圈匝数 D . 增大线圈的包围面积

如图所示为一正弦交变电流通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是（）

A . 这也是一种交变电流 B . 电流的有效值是2A C . 电流的变化周期是0.01s D . 电流通过100Ω的电阻时，1s内产生热量为100J

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1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则（）

A . t=0.005s时线框的磁通量变化率最大 B . t=0.01s时线框平面与中性面重合 C . 线框产生的交变电动势有效值为220V D . 线框产生的交变电动势的频率为100Hz

如图所示，矩形线圈面积为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OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列判断不正确的是（）

A . 电压表的读数为 $\text{[math]}$ B . 通过电阻R的电荷量为q= $\text{[math]}$ C . 电阻R所产生的焦耳热为Q= $\text{[math]}$ D . 当线圈由图示位置转过30°时的电流为 $\text{[math]}$

如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m² ，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝ $\text{[math]}$ T，当线圈以300 r/min的转速匀速转动时，求：

（1）转动中感应电动势的最大值和有效值．
（2）电路中交流电压表和电流表的示数．
（3）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量．

一交流电压瞬时值表达式为 $\text{[math]}$ ，将该交流电压加在一阻值为22Ω的电阻两端，并联在该电阻两端的交流电压表的示数为V。该电阻消耗的功率为W。

为做好疫情防控供电准备，防控指挥中心为医院设计的备用供电系统输电电路简图如图甲所示，矩形交流发电机匝数为n=50，线圈、导线的电阻均不计，在匀强磁场中以矩形线圈中轴线 $\text{[math]}$ 为轴匀速转动，穿过线圈的磁通量 $\text{[math]}$ 随时间t的变化图像如图乙所示， $\text{[math]}$ 。并与变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接入到医院为医疗设备供电，变压器为理想变压器，假设额定电压为220V的医疗设备恰能正常工作。下列说法正确的有（　　）

A . 电压表的示数为50 $\text{[math]}$ V B . 假如给变压器输入端接入电压 $\text{[math]}$ V的直流电，医疗设备能正常工作 C . 变压器的匝数比为5：22 D . 从t=0开始计时，变压器的原线圈两端的电压 $\text{[math]}$ （V）

如图所示，有一单匝矩形线圈 $\text{[math]}$ 在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 $\text{[math]}$ 以角速度 $\text{[math]}$ 匀速转动，边 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的长度分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，轴 $\text{[math]}$ 分别通过 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的中点，线圈的总电阻为r，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环e、f（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值为R的定值电阻连接。

（1）线圈平面由如图所示位置开始计时，写出t时刻穿过线圈的磁通量 $\text{[math]}$ 的表达式；
（2）线圈每转动一周，电阻R上产生的焦耳热为多少？
（3）由如图所示位置转过 $\text{[math]}$ 的过程中，通过R的电荷量是多少？

由半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，经常用于火警报警装置。如图甲所示是一火警报警器的电路示意图，理想变压器原线圈接入图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻 $\text{[math]}$ 及报警器P（有内阻）组成闭合电路，流过报警器P的电流超过 $\text{[math]}$ 时就会发出警报声。则以下判断正确的是（）

A . 变压器原线圈两端交变电压 $\text{[math]}$ B . 当R_T所在处出现火情时，变压器输入功率增大 C . 当R_T所在处出现火情时，电压表示数增大 D . 在 $\text{[math]}$ 时，电流表示数为0

如图所示为某小型水电站发电机示意图，矩形线框匝数N=25，线圈面积0.1m² ，电阻不计。线框置于 $\text{[math]}$ 的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴以角速度100πrad/s匀速转动。若水电站输出的电功率为100kW，通过升压变压器（理想变压器）向远处输电，所用输电线的总电阻为8Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%。