教育配套资料K12
题组层级快练(四十八)
交变电流
一、选择题
1．如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下列说法正确的是( )
A．乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程 B．乙图中c时刻对应甲图中的C图
C．若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变50次 D．若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz 答案 A
解析 甲图中由A到B，感应电流为正方向，且感应电流由0增到最大值，与乙图中Oa对应，选项A正确；乙图中c时刻感应电流为最大值，但甲图中C图中感应电流为零，选项B1
错误；若电流变化周期T＝0.02 s，则f＝＝50 Hz，每周期电流变向两次，则1 s内电流
T变向100次，C、D两项错误．
2．(2014·天津)如图1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像如图2中曲线a、b所示，则( )
A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合 B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 C．曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz D．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V 答案 AC
解析 从图像可以看出，从金属线圈旋转至中性面时开始计时，曲线a表示的交变电动势的
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周期为4×10 s，曲线b表示的交变电动势的周期为6×10 s，所以A、C两项正确，选EmaωaTb32
项B错误；由Em＝NBSω可知，＝＝＝，故Emb＝Ema＝10 V，曲线b表示的交流电
EmbωbTa23动势的有效值为52 V，选项D错误．
3．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )
－2
－2
A．电压表V的示数为220 V
B．电路中的电流方向每秒钟改变50次 C．灯泡实际消耗的功率为484 W
D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J 答案 D
解析 由题图甲知Em＝2202 V， 则电源电动势有效值E＝
Em
＝220 V， 2
E220I＝＝ A＝2.2 A，电压表示数亦即路端电压有效值U＝IR＝2.2×95 V＝209 V，R＋r95.0＋5.0t1
A项错；线框每转一圈，电流方向改变两次，故每秒钟电流方向改变n＝×2＝×2次
T0.02＝100次，B项错；由P灯＝UI，得P灯＝209×2.2 W＝459.8 W，C项错；由Q＝Irt得：Qr＝2.2×5×1 J＝24.2 J，D项正确．
4．如图所示的空间存在一匀强磁场，其方向为垂直于纸面向里，磁场的右边界为MN，在MN右侧有一矩形金属线圈abcd，ab边与MN重合．现使线圈以ab边为轴按图示方向匀速转动(从上往下看为顺时针转动)，将a、b两端连到示波器的输入端，若ab边中电流从a到b为正，则从示波器观察到的ab中电流随时间变化的图形是( )
2
2
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答案 D
解析 本题可将右侧磁场补全，即矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，会产生正弦式交流电，由楞次定律可知：从中性面开始，电流从0开始，沿负向，可画出完整电流随时间变化的图形，在此基础上，去掉右侧磁场，故电流仅在左侧磁场中切割磁感线而产生电流，故选项D正确．
5．标有“220 V、40 W”的电灯和标有“20μF、300 V”的电容器并联接到交流电源上，V为交流电压表．交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关．下列判断正确的是( )
T
A．t＝时刻，V的示数为零
2B．电灯恰正常发光 C．电容器不可能被击穿 D．V的示数保持1102 V不变 答案 B
解析 V的示数应是电压的有效值220 V，故A、D两项错误；电压的有效值恰等于电灯的额定电压，电灯正常发光，选项B正确；电压的峰值2202 V≈311 V，大于电容器的耐压值，故有可能被击穿，选项C错误．
6．一个U形金属线框在匀强磁场中绕OO′轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻R供电，如图甲、乙所示．其中甲图中OO′轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同．则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为( )
A．1∶2 C．1∶4 答案 A
B．1∶2 D．1∶1
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