第十三章第1練交變電流的產生和描述

1.在勻強磁場中，匝數N＝100的矩形線圈繞垂直磁感線的轉軸勻速轉動，線圈中產生的感應電動勢隨時間變化規(guī)律如圖所示，則下列說法正確的是()A．t＝0.5×10－2s時，線圈平面與中性面重合B．t＝1×10－2s時，線圈中磁通量變化率最大C．穿過每一匝線圈的最大磁通量為1×10－3WbD．線圈轉動的角速度為50πrad/s2.(2022·廣東卷·4)如圖是簡化的某種旋轉磁極式發(fā)電機原理圖．定子是僅匝數n不同的兩線圈，n1>n2，二者軸線在同一平面內且相互垂直，兩線圈到其軸線交點O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉子是中心在O點的條形磁鐵，繞O點在該平面內勻速轉動時，兩線圈輸出正弦式交變電流．不計線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是()A．兩線圈產生的電動勢的有效值相等B．兩線圈產生的交變電流頻率相等C．兩線圈產生的電動勢同時達到最大值D．兩電阻消耗的電功率相等3．一只低壓電源輸出的交變電壓為U＝10eq\r(2)sin314t(V)，π取3.14，以下說法正確的是()A．這只電源可以使“10V2W”的燈泡正常發(fā)光B．這只電源的交變電壓的周期是314sC．這只電源在t＝0.01s時電壓達到最大值D．“10V2μF”的電容器可以接在這只電源上4．圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為理想交流電流表．線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉動，已知發(fā)電機線圈電阻為5Ω，外接一只阻值為5Ω的電阻R，不計電路中的其他電阻，已知電阻R兩端的電壓隨時間變化的圖像如圖乙所示．則()A．線圈的轉速為100r/sB．交流電流表的示數為2eq\r(2)AC．0.01s時線圈平面與磁場方向平行D．電阻R在1分鐘內產生的熱量為4800J5.某研究小組成員設計了一個如圖所示的電路，已知純電阻R的阻值不隨溫度變化．與R并聯(lián)的是一個理想的交流電壓表，D是理想二極管(它的導電特點是正向電阻為零，反向電阻為無窮大)．在A、B間加一交流電壓，其瞬時值的表達式為u＝20eq\r(2)sin100πt(V)，則交流電壓表的示數為()A．10VB．20VC．15VD．14.1V6．(2018·全國卷Ⅲ·16)一電阻接到方波交流電源上，在一個周期內產生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交流電源上，在一個周期內產生的熱量為Q正．該電阻上電壓的峰值均為u0，周期均為T，如圖所示．則Q方∶Q正等于()A．1∶eq\r(2) B.eq\r(2)∶1C．1∶2 D．2∶17.如圖所示，一個半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉動，轉速為n，ab的左側有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強磁場，磁感應強度大小為B.M和N是兩個集流環(huán)，負載電阻為R，線圈、電流表和連接導線的電阻不計，若圖示位置為初始時刻，則下列說法錯誤的是()A．感應電動勢的最大值為2π2Bnr2B．從圖示位置起到轉過eq\f(1,4)轉的時間內，負載電阻R上產生的熱量為eq\f(π4B2nr4,8R)C．從圖示位置起到轉過eq\f(1,4)轉的時間內，通過負載電阻R的電荷量為eq\f(πBr2,2R)D．電流表的示數為eq\f(π2r2nB,2R)8．(2023·陜西咸陽市模擬)如圖所示，發(fā)電機內部線圈處于磁體和圓柱形鐵芯之間的徑向磁場中，磁體的N、S極間的過渡區(qū)域寬度很小，可忽略不計．線圈的匝數為N、面積為S、總電阻為r，線圈所在位置的磁感應強度大小為B.當線圈以角速度ω勻速轉動時，額定電壓為U、電阻為R的小燈泡在電路中恰能正常發(fā)光，則()A．發(fā)電機輸出的電流為正弦波交流電B．燈泡兩端電壓U＝eq\f(\r(2),2)NBSωC．感應電動勢的有效值是(1＋eq\f(r,R))UD．轉動過程中穿過線圈的磁通量始終為零9．(2023·江蘇揚州市檢測)如圖所示，在豎直平面內有一半圓形區(qū)域，O為圓心，AOD為半圓的水平直徑，區(qū)域內有磁感應強度大小為B、方向垂直于豎直平面向里的勻強磁場．在A、D兩點各固定一顆水平的光滑釘子，一個由線軟導線制成的閉合導線框ACDE掛在兩顆釘子上，在導線框的E處有一個動滑輪，動滑輪下面掛重物，使導線處于繃緊狀態(tài)．設導線框的電阻為r，圓的半徑為R，從t＝0時刻開始，將導線上的C點繞圓心O以恒定角速度ω從A點沿圓弧移動到D點，導線始終繃緊．此過程導線中()A．張力保持不變B．感應電流的方向先順時針后逆時針C．感應電流隨時間t的變化關系為i＝eq\f(ωBR2sinωt,r)D．產生的電熱為eq\f(πωB2R4,2r)10.如圖所示，間距為L的光滑平行金屬導軌，水平地放置在豎直向上且磁感應強度大小為B的勻強磁場中，一端接阻值為R的電阻．一有效電阻為r、質量為m的導體棒放置在導軌上，在外力F作用下從t＝0時刻開始運動，其速度隨時間的變化規(guī)律為v＝vmsinωt，不計導軌電阻．求：(1)從t＝0到t＝eq\f(2π,ω)時間內，電阻R上產生的熱量；(2)從t＝0到t＝eq\f(2π,ω)時間內，外力F所做的功．11.(2023·江蘇南通市模擬)如圖所示，矩形線圈abcd匝數為N，總電阻為R，ab邊和ad邊長分別為L和3L，O、O′為線圈上兩點，OO′與c