1、【 精品教育资源文库 】 第 十一 章 第 30 讲 交变电流的产生及其变化规律 1 (2017 天津卷 )(多选 )在匀强磁场中，一个 100 匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化设线圈总电阻为 2 ，则 ( AD ) A t 0 时，线圈平面平行于磁感线 B t 1 s 时，线圈中的电流改变方向 C t 1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大 D一个周期内，线圈产生的热量为 8 2 J 解析 由 t 图可知， t 0 时， 0，则线圈平面平行于磁感线，选项 A 正确； t 1 s 时 0，此时电动势最大， t 0.5 s 和 t
2、 1.5 s 时， 最大，此时电动势为 0，电流改变方向，选项 B、 C 错误；交流电电动势的最大值 Em nBS n m2T 4 V ，有效值 E 22 Em 2 2 V ，一个周期内线圈产生的热量 Q E2R T 82 J，选项 D 正确 2 (多选 )如图， M 为半圆形导线框，圆心为 OM； N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 ON；两导线框在同一竖直面 (纸面 )内；两圆弧半径相等；过直线 OMON的水平面上 方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框 M、 N 在 t 0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过 OM和 ON的轴，以相同的周期 T 逆时针匀速转动，则 ( BC
3、 ) A两导线框中均会产生正弦交流电 B两导线框中感应电流的周期都等于 T C在 t T8时，两导线框中产生的感应电动势相等 D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值相等 解析 当导线框 N 完全进入磁场后，通过线框的磁通量将不变，故无感应电流产生，因此它不会产生正弦交流电，选项 A 错误；导线框每转动一圈，产生的感应电流的变 化为一个【 精品教育资源文库 】 周期，选项 B 正确；在 t T8时，导线框转过角度为 45 ，切割磁感线的有效长度相同，均为绕圆心的转动切割形式，设圆弧半径为 R，则感应电动势均为 E 12BR2 ，选项 C 正确；导线框 N 转动的一个周期内，有半个周
4、期无感应电流产生，所以两导线框的感应电动势的有效值并不相同，由闭合电路欧姆定律可知，两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值一定不相同，选项 D 错误 3小型手摇发电机线圈共 N 匝，每匝可简化为矩形线圈 abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴 OO ，线圈绕 OO 匀速转动，如图所示矩形线圈 ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压 ( D ) A峰值是 e0 B峰值是 2e0 C 有效值是 22 Ne0 D 有效值 2Ne0 解析 因每匝矩形线圈 ab 边和 cd 过产生的电动势的最大值都是 e0，每匝中 ab 和 cd串联，故每
5、匝线圈产生的电动势的最大值为 2e0.N 匝线圈串联，整个线圈中感应电动势的最大值为 2Ne0，因线圈中产生的是正弦交流电，则发电机输出电压的有效值 E 2Ne0，故选项 D 正确 4 (多选 )如图甲所示，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象如图乙中曲线 a、 b 所示，则 ( AC ) 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 解析 t 0 时刻，两次产生的交流电的电动势瞬时值均为零，
6、因此线圈平面均与中性面重合，选项 A 正确；图中 a、 b 对应的周期之比为 2 3，因 此线圈转速之比 na nb 1Ta 1Tb【 精品教育资源文库 】 3 2，选项 B 错误； a 线表示的交流电动势的频率为 fa 1Ta 1410 2 Hz 25 Hz，选项 C正确； a 线对应线圈相应的电动势的最大值 Eam NBS 2Ta，由图象知 Eam 15 V， b 线对应线圈相应的电动势的最大值 Ebm NBS 2Tb，因此 EbmEam TaTb 23， Ebm 10 V，有效值 Eb 102 V 5 2 V，选项 D 错误 5 (2018 浙江杭州模拟 )如图所示电路，电阻 R1与电
7、阻 R2阻值相同，都为 R，和 R1并联的 D 为理想二极管 (正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大 )，在 A、 B 间加一正弦交流电 u 20 2sin100 t V，则加在 R2上的电压有效值为 ( D ) A 10 V B 20 V C 15 V D 5 10 V 解析 电压值取正值时，即在前半个周期内，二极管电阻为零， R2上的电压等于输入电压值，电压值取负值时，即在后半周期内，二极管电阻无穷大可看作断路， R2上的电压等于输入电压值的一半，据此可设加在 R2的电压有效值为 U，根据电流的热效应，在一个周期内满足 U2RT202RT2102RT2，可求出 U 5 10 V故选项 D 正确 6 (2017 江苏卷 )(多选 )某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则 ( BD ) A电感 L1的作用是通高频 B电容 C2的作用是通高频 C扬声器甲用于输出高频成分 D扬声器乙用于输出高频成分 解析 电感具有 “ 阻高频通低频 ” 的特性，电容具有 “ 通交流隔直流 ”“ 通高频阻低频 ” 的特性当输入端既有高频成分，也有低频成分时，低频成分通过电感 L1，到达扬声器甲，高频成分通过电容 C2，到达扬声器乙，选项 B、 D 正确
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