交变电流的产生及描述
课时规范训练 [基础巩固题组]
1．(多选)关于中性面，下列说法正确的是( )
A．线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零 B．线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大 C．线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次
D．线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次
解析：选AC.中性面是线圈平面与磁感线垂直的位置，线圈经过该位置时，穿过线圈的磁通量最大，各边都不切割磁感线，不产生感应电动势，所以磁通量的变化率为零，A项正确，B项错误；线圈每经过一次中性面，感应电流的方向改变一次，但线圈每转一周时要经过中性面两次，所以每转一周，感应电流方向就改变两次，C项正确，D项错误．
2．某小型旋转电枢式发电机所产生的交流电电动势为110 V、频率为60 Hz，要使它产生的电动势变为220 V、频率变为50 Hz，需要调整线圈的转速n、匝数N或磁感应强度的大小B.下列调整合适的是( )
A．使n变为原来的1.2倍，B变为原来的2倍，N变为原来的1.2倍 55
B．使n变为原来的，B变为原来的，N变为原来的2倍
665
C．使n变为原来的，N变为原来的2倍，B不变
65
D．使n变为原来的，N变为原来的2.4倍，B不变
6
解析：选D.因为发电机产生的交流电电动势110 V指的是有效值，故其最大值为Em1＝110 2 V，调整后为Em2＝2202 V，即Em11
＝，根据Em＝NBSω和ω＝2πn，可知，选项AEm22
中，Em2＝1.2N×2B×S×1.2×2πn＝2.88Em1，故选项A错误；B、C、D三个选项中的调整使5
频率均变为原来的，即50 Hz，只有D项中的调整可使最大感应电动势增大到原来的2倍，
6故选项B、C错误，D正确．
3．一只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＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，交流电动势达到最大 D．该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示
解析：选B.由Φ－t图知，t＝0时，Φ最大，即线圈处于中性面位置，此时e＝0，故ΔΦ
A、D两项错误；由图知T＝0.04 s，在t＝0.01 s时，Φ＝0，最大，e最大，则B项
ΔtΔΦ
正确；在t＝0.02 s时，Φ最大，＝0，e＝0，则C项错误．
Δt4．(多选)如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则( )
A．两导线框中均会产生正弦交流电 B．两导线框中感应电流的周期都等于T
C．在t＝时，两导线框中产生的感应电动势相等
8
D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等
解析：选BC.两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变，选项A错误；导线框的转动周期为T，则感应电流的周期也为T，选项B正确；在t＝时，切割磁感线的8有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项C正确；M导线框中一直有感应电流，N导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值不相等，选项D错误．
5．(多选)图甲是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 为交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是( )
TT 2
A．电流表的示数为10 A
B．线圈转动的角速度为50π rad/s C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左 解析：选AC.由题图乙知Im＝102 A，I＝Im
2
2π－2
＝10 A，A正确．T＝2×10 s，ω＝
T＝100π rad/s，B错误．t＝0.01 s时，i＝Im，此时线圈平面与磁场方向平行，C正确．由右手定则判定0.02 s时电阻R中电流方向自左向右，D错误．
6．A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比PA∶PB等于( )
A．5∶4 C.2∶1
2?2?
B．3∶2 D．2∶1
T?I0?2TI20R·＋??R·
解析：选A.对甲有PA＝
T252?I0?212
＝I0R，对乙有PB＝??R＝I0R，则PA∶PB82?2?
＝5∶4，A正确，B、C、D错误．
7．如图所示为一正弦交流发电机和交流电路模型．图中电流表的示数为1 A，电阻R的阻值为2 Ω，线圈转动角速度ω＝100π rad/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( )
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