【高物】同步课程_选修3-2_单元测试_交变电流.docx

交变电流的产生1、在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路．时刻线圈分别转到图所示的位置，下列说法中正确的是（）A．时刻电阻中的电流最大，方向从左向右B．时刻电阻中的电流最大，方向从右向左C．时刻电阻中的电流最大，方向从左向右D．时刻电阻中的电流最大，方向从右向左【答案】B【解析】时刻，穿过线框的磁通量为零，线框产生的感应电动势最大，电阻中的电流最大，根据楞次定律，通过电阻的电流方向从右向左，选项A错误，B正确；时刻，穿过线框的磁通量最大，线框产生的感应电动势为零，电阻中的电流为零，选项CD错误．本题答案为B．2、一小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示．矩形线圈与阻值为的电阻构成闭合电路，若不计线圈电阻，下列说法中正确的是（）A．时刻通过线圈的磁通量为零B．时刻感应电流方向发生变化C．时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．交变电流的有效值为【答案】D【解析】在时刻电动势为零，通过线圈的磁通量最大，A错误；时刻感应电动势最大，线圈与中性面垂直，电流方向不变，B错误；电动势与磁通量的变化率成正比；t3时刻电动势为零，因而通过线圈的磁通量变化率也为零，C错误；电动势的有效值是，由全电路欧姆定律可得电流的有效值是，D正确．3、小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示．此线圈与一个的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻．下列说法中正确的是（）A．交变电流的周期为B．交变电流的频率为C．交变电流的有效值为D．交变电流的最大值为【答案】C【解析】由图象可知，交变电流的周期为，故频率为，选项A、B错误．根据欧姆定律可知交变电流的最大值为，故有效值为，选项C正确，D错误．4、一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势，那么（）A．该交变电流的频率是B．当时，线圈平面恰好位于中性面C．当时，有最大值D．该交变电流电动势的有效值为【答案】A B【解析】交变电流的，所以频率为，故A正确；时，电动势为零，线圈平面处于中性面，故B正确；当时，，故C错误；由表达式知最大值为，所以该电动势的有效值为，故D错误；5、实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻和理想电压表，并让线圈每秒转圈，读出电压表的示数为．已知，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是（）A．线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零B．从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为C．流过电阻的电流每秒钟方向改变次D．电阻上的热功率等于【答案】B C【解析】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的是正弦交流电．线圈位于图中位置时，穿过线圈的磁通量虽然为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的瞬时电流最大，选项A错误；线圈转一圈，两次经过中性面．线圈每经过一次中性面，电流方向改变一次，每秒转圈，电流方向改变次，选项C正确；由题意可知，，，电压表的示数是有效值，交流电最大值，，故选项B正确；电阻上消耗的热功率，选项D错误．交变电流的变化规律6、如图所示，边长为的正方形线圈，其匝数为，总电阻为，外电路的电阻为，的中点和的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度．若线圈从图示位置开始，以角速度绕轴匀速转动，则以下判断中正确的是（）A．在时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快B．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式C．从时刻到时刻，电阻上产生的热量为D．从时刻到时刻，通过的电荷量【答案】A D【解析】线圈在磁场中转动，，B项错，当线圈平面与磁场平行时磁通量变化最快，A正确；，C错；，D正确．7、如图为交流发电机示意图，匝数为的矩形线圈，其边长分别为和，线圈电阻为，在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以的角速度匀速转动，已知，求：（1）若从线圈处于中性面位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（2）开关闭合时，线圈中感应电流的最大值；（3）电压表读数；（4）工作分钟，电阻上产生的热量．【答案】（1）；（2）；（3）；（4）．【解析】（1）感应电动势的最大值为：从线圈处于中性面位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为：（2）根据欧姆定律，线圈中感应电流的最大值：（3）电压表读数为路端电压有效值，（4）工作1分钟，电阻上产生的热量：峰值和有效值8、如下图所示为加在电灯上的电压图象，即在正弦交流电的每二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，那么现在电灯上的电压有效值为（）A．B．C．D．【答案】A【解析】设交流电的有效值为U，将交流电与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内热量：由电流的热