交变电流的产生及规律知识点题库

1873年奥地利维也纳世博会上，比利时出生的法国工程师格拉姆在布展中偶然接错了导线，把另一直流发电机发出的电接到了自己送展的直流发电机的电流输出端．由此而观察到的现象导致了他的一项重要发明，从而突破了人类在电能利用方中的一个瓶颐．此项发明是（　　）

A . 新型直流发电机 B . 直流电动机 C . 交流电动机 D . 交流发电机

图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（　　）

A . t=0时刻线圈平面与中性面垂直 B . 每秒钟内电流方向改变100次 C . 灯泡两端的电压为22V D . 0～0.01s时间内通过灯泡的电量为0

如图所示，匀强磁场B＝0.50 T，矩形线圈的匝数N＝100 匝，边长L_ab＝0.20 m，L_bc＝0.10 m，以3 000 r/min的转速匀速转动，若线圈平面通过中性面时开始计时，试求：

（1）交变电动势的瞬时值表达式；
（2）若线圈总电阻为2 Ω，线圈外接电阻为8 Ω，写出交变电流的瞬时值表达式；
（3）线圈由图示位置转过π/2的过程中，交变电动势的平均值．

下列四个电流的图象中，不属于交变电流的是（）

A .

B .

C .

D .

如图所示，N=50匝的矩形线圈 abcd，边长ab=20cm，ad=25cm，放在磁感强度B=0.4T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO'轴以 n=3000r/min 的转速匀速转动，线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0 时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里．

（1）在图中标出 t=0 时感应电流的方向．
（2）写出线圈感应电动势的瞬时表达式．
（3）线圈转一圈外力做功多大？
（4）从图示位置转过90°过程中流过电阻R 的电量是多大？

交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面垂直时，下列说法正确的是（）

A . 电流将改变方向 B . 磁场方向和线圈平面平行 C . 线圈中产生的感应电动势最大 D . 穿过线圈的磁通量最大

一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的正弦交变电流如图所示，由图可知错误的是（）

A . 该交变电流的有效值为10 $\text{[math]}$ A B . 该交流电动势的频率为25Hz C . 当t=0.01s时，线圈处于中性面位置 D . 当t=0.015s时，穿过线圈的磁通量最大

如图所示，线圈abcd的面积是0.05m² ，共100匝，线圈总电阻r=1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度B= $\text{[math]}$ T，线圈以角速度ω=100π rad/s匀速转动．求：

（1）若线圈经图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式；
（2）求通过电阻R的电流有效值．

如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则（）

A . 两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直 B . 曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2 C . 曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz D . 曲线b表示的交变电动势为10 V

如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正玄式交变电流的图象，当调整线圈转速后，所产生的正玄式交变变电流的图象如图线b所示，以下关于这两个正玄式交变电流的说法中正确的是（）

A . 线圈先后两次转速之比为1：2 B . 交变电流a的电压瞬时值u=l0sin0.4π(V） C . 交变电流b的电压最大值为20/3V D . 在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零

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时，线圈内产生正弦式交变电流，当线圈平面跟中性面重合的瞬间，下列说法正确的是（）

A . 线圈中的感应电流最大 B . 穿过线圈的磁通量为零 C . 穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大 D . 穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零

当摇动如图所示的手摇交流发电机时，发现小灯泡闪烁．此时流过小灯泡的电流是（）

A . 交流电 B . 直流电 C . 恒定电流 D . 涡流

关于生产和生活中的交流电，下列说法正确的是（）

A . 在一个周期内，交流电的方向改变一次 B . 交流用电设备上标出的电压和电流值是有效值 C . 某正弦交流电压的最大值为311V，则该交流电压的最小值为-311V D . 用交流电表测交变电流和电压时，测得的是交变电流和电压的最大值

如图所示，其水平放置的矩形线圈 $\text{[math]}$ 的面积为 $\text{[math]}$ ，共有 $\text{[math]}$ 匝，线圈总电阻为 $\text{[math]}$ ，只在线圈平面上方有磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，磁场方向水平，线圈可绕与磁场方向垂直的固定对称轴 $\text{[math]}$ 转动，在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路 $\text{[math]}$ 的电阻连接，其余电阻不计。在外力作用下线圈以恒定的角速度 $\text{[math]}$ 绕轴 $\text{[math]}$ 匀速转动（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）。

（1）求发电机线圈由图示位置开始转动产生的感应电动势瞬时值表达式及电流表读数；
（2）求线圈从图示位置转过 $\text{[math]}$ 的过程中流经电阻R的电荷量。

如图所示，一小型发电机内有 $\text{[math]}$ 匝矩形线圈，线圈面积 $\text{[math]}$ ，线圈总电阻 $\text{[math]}$ ．线圈绕垂直于磁感线的对称轴 $\text{[math]}$ 匀速转动，角速度 $\text{[math]}$ ，匀强磁场的磁感应强度大小 $\text{[math]}$ ，外电路的电阻 $\text{[math]}$ ，求：

（1）线圈转动时产生感应电动势的最大值；（计算结果保留至整数位）
（2）理想交流电压表的示数。（计算结果保留至整数位）

如图甲所示是某小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A 为理想交流电流表，面积为 S=1 m² 的线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO′沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流 i随时间t变化的图像如图乙所示，已知线圈的等效电阻R =10Ω，线圈的匝数N = 10，下列说法正确的是（）

A . 电流表的示数约为14.1A B . 该交变电流的有效值是 $\text{[math]}$ A C . t=0.01s时，通过线圈的磁通量为零 D . 该磁场的磁感应强度大小 $\text{[math]}$ T

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，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则（）

A . $\text{[math]}$ 时，线圈平面平行于磁感线 B . $\text{[math]}$ 时，线圈中的电流改变方向 C . $\text{[math]}$ 时，线圈中的感应电动势最大 D . 线圈转动的角速度为 $\text{[math]}$

一边长为L的N匝正方形金属线框abcd，其总电阻为r，线框在磁感应强度大小为B的匀强磁场中以转速n做匀速圆周运动。金属线框外接电阻为R的电热器，如图甲所示，V为理想交流电压表。

（1）求电压表的示数U；
（2）若在电刷与电压表间接入一理想变压器，如图乙所示，要使电阻R消耗的电功率最大，求变压器原、副线圈的匝数比k及电压表的示数U′。

如图所示，某小型交流发电机向远处用户供电，输电时先用理想变压器将电压升高，到达用户区再用理想变压器将电压降下来后供用户使用。已知发电机线圈 $\text{[math]}$ 匝数 $\text{[math]}$ ，面积 $\text{[math]}$ ，线圈匀速转动的角速度 $\text{[math]}$ ，匀强磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ ，输电导线的总电阻为 $\text{[math]}$ ，降压变压器原、副线圈的匝数比为 $\text{[math]}$ 。用户区两盏白炽灯均标有“ $\text{[math]}$ ”，电动机标有“ $\text{[math]}$ ”，电灯及电动机均正常工作，电表均为理想表，其余导线电阻可忽略。求：

（1）输电线路上损耗的电功率 $\text{[math]}$ ；
（2）升压变压器原线圈电流 $\text{[math]}$ ；
（3）线圈匀速转动一周的过程中，产生的电能 $\text{[math]}$ 。

如图甲所示为一台发电机结构示意图，产生的交流电随时间变化的规律如图乙所示。已知发电机线圈电阻 $\text{[math]}$ ，外接电阻 $\text{[math]}$ 。则（）

A . 电流表读数约为2.83 A B . 电阻R的热功率为20 W C . 电流方向每秒改变50次 D . t =1×10^-2s时，穿过线圈的磁通量最小

交变电流的产生及规律 知识点题库

交变电流的产生及规律知识点题库