课时跟踪检测（六） 交变电流
1．下列说法中正确的是( )
A．只有大小和方向都不发生变化的电流才是直流电 B．如果电流的大小做周期性变化，则一定是交变电流 C．交变电流的最大特征是电流的方向发生变化 D．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的
解析：选C 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流；直流与交流最主要的区别在于电流的方向是否发生变化，只要方向不变就是直流；交变电流有着不同的形式，如方波电流、锯齿波电流等，不一定都是按正弦或余弦规律变化的。选项C正确。
2．(多选)下列哪些情况线圈中能产生交变电流( )
解析：选BCD 图A中线圈转动时磁通量总是为零，故不产生交流电，B、C、D三图中的线圈转动时磁通量发生周期性变化，产生交变电流。
3．(多选)图1所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是( )
图1
A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C．图示位置，ab边的感应电流方向是a→b D．图示位置，ab边的感应电流方向是b→a
解析：选AC 线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈转动一周，有两次经过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动两次，故A正确；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面，显然图示位置不是中性面，所以B错误；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则知，ab边的感应电
流方向是a→b，C正确，D错误。
4．(多选)如图2所示，一正方形线圈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，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时( )
图2
A．线圈中感应电流的方向为abcda
nBl2ωB．线圈中的感应电流为
RC．穿过线圈的磁通量为0 D．穿过线圈的磁通量的变化率为0
解析：选BC 图示位置为垂直于中性面的位置，此时通过线圈的磁通量为零，但磁通
nBSωnBl2ω
量的变化率最大，感应电流也最大，I＝＝，由右手定则可判断出线圈中感应电
RR流的方向为adcba。
5．交流发电机正常工作时产生的电动势e＝Emsin ωt，若线圈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＝Emsin ωt C．e＝2Emsin 2ωt
B．e＝2Emsin ωt D．e＝Emsin 2ωt
解析：选D 条件改变后，匝数N′＝，角速度：ω′＝2ω，电动势最大值Em′＝2
NN′BSω′＝NBSω＝Em，故有e′＝Emsin 2ωt，D对。
6．(多选)图3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，○为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴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像如图乙所示。以下判断正确的是( )
图3
A．通过电阻R的电流的最大值为102 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 产生的交变电流的最大值为10 2 A，因此通过电阻R的电流的最大值为102 A，A项正确；由ω＝
2π
T可得，线圈转动的角速度为ω＝100π rad/s，B项错误；
0.01 s时，电路中电流最大，故该时刻通过线圈的磁通量最小，即该时刻线圈平面与磁场方向平行，C项正确；根据楞次定律可得，0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右，D项错误。
7．如图4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OO′以恒定的角速度ω转动。当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π
图乙所示的余弦规律变化，则在t＝时刻( )
2ω
图4
A．线圈中的电流最大 B．穿过线圈的磁通量为零 C．线圈所受的安培力最大 D．线圈中的电流为零
2ππT解析：选D 由T＝，故t＝＝，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁ω2ω4通量最大，B错误；由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零，A、C错误，D正确。
8．如图5甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙所示)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是( )