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1、交变电流的产生和变化规律一、选择题(每题5分，共50分)11.A对于图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列描述正确的是A.电流的大小变化，方向也变化，是交变电流B.电流的大小变化，方向不变，不是交变电流C.电流的大小不变，方向不变，是直流电D.电流的大小不变，方向变化，是交变电流答案：B2.A矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，经过中性面时，以下说法正确的是A.线圈平面与磁感线方向垂直B.线圈中感应电流的方向将发生改变C.通过线圈平面的磁通量最大D.通过线圈的感应电流最大答案：ABC3.A矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50V，那么该线圈由图所示位置转过
2、30时，线圈的感应电动势大小为A.50VB.25VC.25VD.10V答案：B4.A如图所示，线框在匀强磁场中绕OO轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是A.磁通量和感应电动势都在变大B.磁通量和感应电动势都在变小C.磁通量在变小，感应电动势在变大D.磁通量在变大，感应电动势在变小答案：D5.B一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间变化如图所示，下面说法正确的是A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e改变方向时，
3、通过线圈的磁通量的绝对值都为最大答案：D6.B一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220sin100t(V)，则A.交流电的频率是100HzB.t=0时线圈垂直于中性面C.交流电的周期是0.02sD.t=0.05s时，e有最大值答案：BC7.B某交流电动势的瞬时值e=Emsint，若将转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势的瞬时值为A.Emsin2tB.EmsintC.2EmsintD.2Emsin2t答案：D8.B如图所示，一闭合单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，除了转轴分别为OO和ab边外，其他条件均相同，则这两种情况下，线圈所产生的电流A.变化规律不同B.最大值不
4、同C.瞬时值不同D.一切均相同答案：D9.B某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，如果其他条件不变，使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别为A.400V，0.02sB.200V，0.02sC.400V，0.08sD.200V，0.08s答案：B10.B一个长直螺线管通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴射入管中，如不计粒子的重力和空气的阻力，粒子将在管中A.做圆周运动B.沿轴线来回运动C.做匀加速直线运动D.做匀速直线运动答案：D二、填空题(每空4分，共24分)11.B一闭合线圈在匀强磁场中做匀速转动，线圈的转速为240radmin，当线圈平面转至与磁场方向平行时，线圈的电动
5、势为2V，设线圈从中性面开始转动，则线圈所产生的电动势瞬时值表达式为_V，在s时的电动势为_V. 答案：D12.B一个面积为S的单匝矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，感应电动势的最大值和周期可由图中读出.则磁感强度B=_；在t=时刻线圈平面与磁感强度的夹角等于_.答案：EmT(2S)，30或15013.B如图所示，矩形线框ABCD放置在方向与线框所在面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为2T，线框绕AB边以每秒50转的转速匀速转动.当线框从图示位置转过弧度后，感应电动势的瞬时值为2V，若AB边长为0.1m，则AD边长为_m.
6、若其他条件不变，仅将转速增加1倍，感应电动势的最大值为_V.答案：0.14，17.8三、计算题(每题13分，共26分)14.B如图所示，边长为0.5m的正方形线框ABCD绕AB边在匀强磁场中匀速转动，AB边和磁场垂直，转速为每秒50转，磁感应强度为0.4T.求：(1)感应电动势的最大值；(2)在转动过程中，当穿过线框的磁通量为0.05Wb时，感应电动势的瞬时值为多大?答案：解：(1)=2n=314radsEm=BS=31.4V(2)m=BS=0.1Wb由=mcosrheta得cos=，=60E=Emsin27.2V15.C10匝线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电动势e=10sin20t(V).
7、求：(1)t=0时，线圈内磁通量和磁通变化率；(2)线圈从中性面开始转动180过程中，感应电动势的平均值和最大值之比.答案：解：(1)t=0时，电动势的瞬时值为零，即磁通量的变化率为零，=0，可见线圈在中性面位置，穿过线圈的磁通量为最大值m.由Em=nm，得m=Emn=10/(1020)(Wb)=2.2510-2Wb(2)线圈从中性面开始转动180过程中，感应电动势的平均值为：=n=4nBST=2：表征交变电流的物理量一、选择题(每题5分，共50分)1.A由交流电动势瞬时值表达式e=10sin4t(V)，可知A.此交流电的频率是4(Hz)B.此交流电的周期是0.5sC.当t=0.5s时，此交流
8、电动势有最大值D.当t=0时，产生此交流电的线圈平面与中性面重合 答案：BD2.A下面关于交变电流的说法中正确的是A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值B.用交流电表测定的读数值是交流电的瞬时值C.给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D.跟交变电流有相同热效应的直流电的数值是交变电流的有效值 答案：CD3.A在相同的时间内，某正弦交流电通过一阻值为100omega的电阻产生的热量，与一电流强度为3A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则A.此交流电的电流的有效值为3A，最大值为3AB.此交流电的电流的有效值为3A，最大值为6AC.电阻两端的交流电压的有效
9、值为300V，最大值为300VD.电阻两端的交流电压的有效值为300V，最大值为600V 答案：AC4.A一只低压教学电源输出的交变电压瞬时值U=10sin314t(V)，关于该电源的规格和使用，以下说法正确的是A.这只电源可以使10V2W的灯泡正常发光B.这只电源的交变电压的周期是314sC.这只电源在t=0.01s时电压达到最大值D.“10V2F”电容器不能接在这只电源上 答案：AD5.A一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率为P，当接到电压U=10sint(V)的交流电源上，它的发热功率是A.0.25PB.0.5PC.PD.2P 答案：B6.A在如图所示电路中，已知交流电源电压U=
10、200sin(100t)V，电阻R=100omega.则电流表和电压表的读数分别为A.1.41A，200VB.1.41A，141VC.2A，200VD.2A，141V 答案：B7.B一个接在某直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1，若把它接到电压最大值与直流电压相等的交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P2，则P1：P2为A.2：1B.1：2C.1：1D.1： 答案：B8.B把电热器接到110V的直流电源上，每秒产生的热量为Q，现把它接到交流电源E，每秒产生的热量为2Q，则交流电压的最大值是A.110vB.220VC.220VD.110V 答案：C9.B右图表示一交变电流随时间而变化的图象，此
11、交流电流的有效值是A.5AB.5AC.AD.3.5A 答案：B10.B正弦交流电压U=50sin314t(V)，加在一氖管两端，已知当氖管两端的电压达到25v时才开始发光，则此氖管在一个周期内发光的总时间为A.0.02B.0.0025sC.0.01sD.0.005s 答案：C二、填空题(每空3分，共18分)11.B如图所示为某正弦交变电流的图象，其最大值为_，周期为_，线圈转动的角速度为_，电流的瞬时值表达式为_.答案：20A，0.02s，314rads，i=20sin314t(A)12.B将一电热器接在10V直流电源上，在时间t内可将一壶水烧开.现将电热器接到一个U=10sint(V)的交变
12、电源上，煮开同一壶水需时间_；若接到另一交流电源上，需要时间为t3，那么这个交流电源最大值为_.答案：2t 10(V)三、计算题(13题10分，14题、15题各11分，共32分)13.B某电路两端交流电压u=Usin100t(V)，在t=0.005s时刻，电压u值为10V.求接在此电路两端的电压表示数.如将阻值为R的电阻接在此交流电压上时功率为P；而改接在电压为U0的直流电压上时功率为P2，求U0值.答案：解：根据u=Umsin100t，代人t=0.005s时的电压值，10=Umsin0.5得Um=10V而交流电压表的示数反映的是有效值故U=7.07V由功率关系P=和得所求直流电压的值U0=U
13、=5V14.B一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动.线圈匝数n=100.穿过每匝线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图所示.发电机内阻r=5.0omega，外电阻R=95omega，.已知感应电动势的最大值Em=nm，其中m为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求串联在外电路的交流电流表(内阻不计)的读数.答案：解：由题中可知感应电动势的最大值：Em=nm设线圈在磁场中转动的周期为T，则有=根据欧姆定律，电路中电流的最大值为Im=设交流电流表的读数为I，它是有效值，则I=由题中的-t图线可读出：m=1.010-2Wb T=3.1410-2s解以上各式，并代人数
14、据得I=1.4A15.C发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，其置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以=100(rads)的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈的电阻r=1omega，外电路电阻R=99omega.试求：(1)写出交变电流瞬时值表达式；(2)外电阻上消耗的功率；(3)从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少?答案：解：(1)电动势的最大值：Em=nBL2=200=628(V)根据闭合电路欧姆定律得Im=6.28A故交变电流瞬时值表达式：i=6.28sin100t(2)电流的有效值I=由P=I2R得外电阻上的消耗功率：P=()2R=1.95103W(3)从计时开始到线圈转过过程中，平均感应电动势由E=n得平均电流：=nB2L22(R+r)t通过外电阻的电荷量：q=t=510-3C电感和电容对交变电流的影响
