1、【 精品教育资源文库 】 课练 32 交变电流的产生和描述 1 (2018 湖北黄冈中学月考 )(多选 )有一个交变电流 U 311sin314t(V)，则下列说法中正确的是 ( ) A这个交变电流的频率是 50 Hz B它可以使 “220 V 100 W” 的灯泡正常发光 C用交流电压表测量时，读数为 311 V D使用这个交变电流的用电器，每通过 1 C 的电荷量时，电流做功 220 J 答案： ABD 解析： 由瞬时值表达式可知 Um 311 V， 314 rad/s，频率 f 2 50 Hz，选项 A正确；电压的有效值 U 有 Um2 220 V，可以使 “220 V 100 W”
2、的灯泡正常发光，选项 B正确；交流电表读数为有效值，选项 C 错误；每通过 1 C 的电荷量时，电流做功 W qU 有 220 J，选项 D 正确 2 (2018 广东信宜中学月考 )(多选 )如图所示，某交流发电机的线圈共 n 匝，面积为S，内阻为 r，线圈两端与电阻 R 构成闭合回路当线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，以角速度 绕轴 OO 匀速转动时，下列说法正确的是 ( ) A 产生感应电动势的有效值 E nBS2 B从图示位置转过 90 的过程中，通过电阻 R 横截面的电荷量 q nBSR C线圈经过中性面时，感应电流达到最大值 D线圈中的电流每经过时间 方向改变一次 答案： AD
3、 解析： 线圈中产生的感应电动势最大值 Em nBS ，产生的是正弦式交变电流，则产生感应电动势的有效值 E Em2 nBS2 ，选项 A 正确；从图示位置转过 90 的过程中，通过电阻 R 横截面的电荷量 q I t，而平均 感应电流 I Er R，平均感应电动势 E n t ，故q n r R ，而线圈从图示位置转过 90 的过程中，磁通量的变化 BS，可得 q nBSr R，选项 B 错误；线圈经过中性面时，磁通量最大，但磁通量的变化率最小，为 0，因此感应电动势为 0，故感应电流达到最小值，选项 C 错误；交变电流周期为 T 2 ，一个 周期内线圈中电流方向改变两次，则线圈中的电流每经
4、过时间 方向改变一次，选项 D 正确 3 (2018 黑龙江哈六中模拟 )两个完全相同的电热器，分别通以图甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比 P 甲 P 乙 等于 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A. 21 B 21 C 41 D 11 答案： B 解析： 矩形交变电流的有效值 I1 Im，正弦式交变电流的有效值 I2 Im2，根据电功率公式 P I2R，得 P 甲 P 乙 I21I 22 I2m ? ?Im2 2 21 ，故选项 B 正确 4 (2018 上海静安区一模 ) 如图所示，虚线上方是有界匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴 O 以角
5、速度 沿逆时针方向匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针方向为正，则下图中能正确反映线框转动一周过程中感应电流随时间变化的图象是 ( ) 答案： A 解析： 当线框进入磁场时，通过线框的磁通量的变化率 不变，即感应电动势及感应电流大小不变，由右手定则可知，电流方向为逆时针方向，为正值，当线框全部进入磁场后，通过线框的磁通量不变，线框中无感应电流，故 A 正确， B、 C、 D 错误 5 (2018 山西孝义一模 )(多选 )一个矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中的磁通量随时间变化的关系如图所示，线圈的电阻为 R，共有 n 匝，则下列说法正确的是 ( ) A t T2时刻，
6、线圈中的感应电动势为零 B t T2时刻，磁通量的变化率为 t 2 0T C线圈中感应电动势的瞬时表达式为 e 2 n 0T sin2T t D若磁通量的变化周期变为 T2，则线圈中电流的功率增大为原来的 4 倍 答案： BD 解析： t T2时刻，线圈中磁通量的变化率最大，线圈中的感应电动势最大，故 A 错误；由题目结合图象可知， t T2时刻，线圈中感应电动势有最大值 Em nBS n 02T 2 n 0T【 精品教育资源文库 】 n t ，解得 t 2 0T ，故 B 正确；线圈中感应电动势的瞬时表达式 e Emcos2T t2 n 0T cos2T t，故 C 错误；若磁通量的变化周
7、期变为T2，则电动势的最大值、有效值均变为原来的 2 倍，由线圈中电流的功率 P E2R可知，电流的功率增大为原来的 4 倍，故 D 正确 6 (2018 广西南宁期末 )(多选 )如图所示，小型旋转电枢式交流发电机中矩形线圈 的电阻 r 1 ，匝数为 10 匝，线圈处于匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的固定轴 OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电路连接，电路中电表均为理想交流电表，滑动变阻器 R 的最大阻值为 4 ，滑片 P 位于滑动变阻器的中点，线圈的转速为 10 r/s，闭合开关 S，电压表的示数为 4 V，电流表的示数为 0.5 A，则下列说法正确的是 ( ) A从图示时刻开始，
8、线圈中产生的电动势瞬时表达式为 e 4.5cos2 t(V) B灯泡消耗的功率为 1.5 W C线圈转动过程中，通过线圈的最大磁通量约为 110 2 Wb D滑动变阻器的滑片向左移，电压表、电流表的示数均变小 答案： BC 解析： 由题可知，感应电动势的有效值为 E U Ir 4 V 0.51 V 4.5 V，最大值为 Em 4.5 2 V，从图示时刻开始产生的电动势的瞬时表达式为 e Emcos2 nt 4.5 2cos20 t(V)， A 错误；滑动变阻器两端的电压有效值 UR IR 0.52 V 1 V，因此灯泡两端的电压有效值为 UL 3 V，灯泡消耗的功率为 P ULI 30.5 W
9、 1.5 W， B 正确；由 Em N2 mT N m 得 m EmN2 n 9 2400 Wb 110 2 Wb， C 正确；滑动变阻器的滑片向左移，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流减小，电流表的示数减小，电源的内阻消耗的电压减小，输出电压增大，电压表的示数增大， D 错误 7. (2018 黑龙江省大庆市质量检测 )(多选 )如右图所示， N 匝矩形导线框在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕轴 OO 匀速转动，线框面积为 S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻 R、理想电流表 A 和二极管 D.电流表的示数为 I，二极管 D 具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大下列说法
10、正确的是 ( ) A导线框转动的角速度为 2RINBS B导线框转动的角速度为 4RINBS C导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零 D导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势最大 【 精品教育资源文库 】 答案： AC 解析： 导线框产生的最大感应电动势 Em NBS. 根据二极管的特点可知，在一个周期内只有半个周期回路中有电流，根据交变电流的热效应可知 ? ?NBS2R 2R T2 I2RT，解得 2RINBS，故 A 正确， B 错误；导线框转到图示位置时，即导线框位于中性面位置，线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零，故 C 正确， D 错误 8 (多选
11、)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 ( ) 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 23 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： 从电动势的图象看到， t 0 时刻，感应电动势为 0，所以此时线圈平面与中性面重合， A 正确从电动势的图象知 a、 b 对应的周期之比 TaT b 23 ，因线圈转动的角速度 2T ，则 a、 b 对应的转速之比 nan b 32 ，
12、 B 错误 a 的周期为 0.04 s，故 a 的频率为 25 Hz， C 正确由最大值 Um nBS 可知，二者最大值之比为 32 ，则 b 表示的交变电动势的最大值约 10 V，其有效 值为 5 2 V， D 错误 9 (多选 )电路如图甲所示，电阻 R 的阻值为 484 ， C 为电容器， L 为直流电阻不计的电感线圈，开关 S 断开，当接上如图乙所示的电压 u，下列说法正确的是 ( ) A R 上的电压应等于 155.5 V B电压表的示数为 220 V C电阻 R 消耗的功率小于 50 W D为保证闭合开关 S 后电容器不被击穿，该电容器的耐压值不得小于 311 V 答案： CD 解
13、析： 设电压表的读数为 U，根据电压有效值的概念应有 U2RT 0?31122R T2，解得 U110 2 V155.5 V，即电压表的示数应为 155.5 V，由于线圈的自感作用，电阻 R 两端的电压应小于 155.5 V，所以 A、 B 错误；当不考虑线圈的自感作用时，电阻 R 消耗的功率为 P U2R2 2484 W 50 W，所以由于线圈的自感作用，电阻 R 消耗的功率一定小于 50 W，所以 C 正确；根据电源电压图象可知，电源的电压最大值为 311 V，电容器的耐压值不能小于 311 V，所以 D 正确 10. 【 精品教育资源文库 】 如图所示，面积为 S 的矩形线圈共 N 匝
14、，线圈总电阻为 R，在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中以竖直线 OO 为轴，以角速度 匀速旋转，图示位置 C 与纸面共面，位置 A 与位置 C 成 45 角线圈从位置 A 转过 90 到达位置 B 的过程中，下列说法正确的是 ( ) A平均电动势为 2 2 NBS B通过线圈某一截面的电荷量 q 2 2NBSR C在此转动过程中，外界对线圈做的总功为 N2B2S2 4R D在此转动过程中，电流方向会发生改变 答案： A 解析： 线圈从位置 A 转过 90 到达位置 B 的过程中， 2BScos45 2BS， t2 ，根据 E N t ，得 E 2 2 NBS ，故 A 正确根据 E N t ， qER t N R 2BSNR ，故 B 错误产生电动势的峰值 Em NBS ，则有效值 E Em2 NBS2 ，则 W Q E2R t N2B2S2 4R ，从 A 转过 90 过程中，电动势有效值不等于Em2，故 C 错误线圈每经过中性面一次，电流方向改变，线圈从位置 A 转过 90 到达位置 B 的过程中
