交变电流_章节学习

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题型：单选题

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单选题 · 6 分

18．如图所示为小型旋转电枢式交流发电机，电阻r=1 的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，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，滑动变阻器R的最大阻值为6，滑动片P位于滑动变阻器距下端处，定值电阻R1=2，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期T=0．02s。闭合开关S，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转动过程中理想电压表示数是5V。下列说法正确的是（）

A电阻R1消耗的功率为W

B0．02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零

C线圈产生的电动势e随时间t变化的规律是

D线圈从开始计时到s的过程中，通过R1的电荷量为

正确答案

D

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知识点

交变电流正弦式电流的图象和三角函数表达式

1

题型：简答题

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简答题 · 18 分

11．如图为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圈的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO转动；线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度ω绕轴OO′匀速转动。（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）

（1）推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式Em=nBSω；

（2）求线圈匀速转动过程中电流表的示数；

（3）求线圈速度转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热。

正确答案

解：（1）设线圈ab边的边长l1，bc边的边长l2。当线圈平面与磁场方向平行时，线圈中的感应电动势最大。

设此时ab边的线速度为v，则单匝线圈时ab边产生的感应电动势为E1=Bl1v

cd边产生的感应电动势为E2=Bl1v

n匝线圈产生的总感应电动势为Em=n(E1+E2)= 2nBl1v

由于

有Em=

（2）线圈中的感应电动势有效值为：

电路中电流的有效值 I==

即电流表的示数为

（3）线圈转动的周期 T=，线圈转动N周的时间 t=NT=N×

依据焦耳定律，发电机线圈产生的焦耳热 Q=I2rt

解得 Q=

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知识点

交变电流正弦式电流的图象和三角函数表达式

1

题型：多选题

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多选题 · 6 分

18．匝数为10的矩形线框处在磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕垂直磁场鞫轴以恒定角速度在匀强磁场中转动一线框电姐不计，面积为0.4m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器楣连，自耦变压器左侧并联一只理想电压表Vl；右侧串联灯泡￡和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2，下列说法中正确的是（）

AV1示数为4V，若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小

BV1示数为40V，若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数不变，灯泡消耗的功率变小

C若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小

D若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大

正确答案

B

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知识点

交变电流

1

题型：单选题

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单选题 · 6 分

16．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分别如图中曲线a、b所示，则（）

A两次t=0时刻线圈平面与中性面垂直

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25Hz

D曲线b表示的交变电动势有效值为10V

正确答案

C

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知识点

交变电流正弦式电流的峰值和有效值、平均值

1

题型：单选题

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单选题 · 6 分

如图所示，理想变压器的原线圈接u＝11000sin100πt(V)的交变电压，副线圈通过电阻r＝6 Ω的导线对“220 V/880 W”的电器RL供电，该电器正常工作，由此可知(　　)

A原、副线圈的匝数比为50∶1

B交变电压的频率为100 Hz

C副线圈中电流的有效值为4 A

D变压器的输入功率为880 W

正确答案

C

解析

输入电压的有效值为11000 V，用电器的额定电压为220 V，所以变压器的输出电压大于220 V，原副线圈的匝数比小于，A错误；由输入电压的表达式知， Hz，B错误；副线圈中的电流与用电器中的电流相同，，C正确；变压器的输出功率为用电器的功率和导线电阻损耗的功率之和，大于880 W，所以变压器的输入功率大于880 W，D错误。

知识点

描述交变电流的物理量变压器的构造和原理

1

题型：单选题

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单选题 · 6 分

如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0,外接R=9.0的电阻。闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势，则

A该交变电流的频率为10Hz

B该电动势的有效值为

C外接电阻R所消耗的电功率为10W

D电路中理想交流电流表A的示数为1.0A

正确答案

D

解析

略

知识点

描述交变电流的物理量正弦式电流的峰值和有效值、平均值

1

题型：单选题

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单选题 · 6 分

在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则

At =0.005s时线框的磁通量变化率为零

Bt =0.01s时线框平面与中性面重合

C线框产生的交变电动势有效值为311V

D线框产生的交变电动势的频率为100Hz

正确答案

B

解析

：交变电流知识的考查。由图2可知，该交变电动势瞬时值的表达式为。当t=0.005s时，瞬时值e=311V，此时磁通量变化率最大，A错；同理当t=0.01s时，e=0V，此时线框处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化率为零，B正确；对于正弦交变电流其有效值为Emax/，题给电动势的有效值为220V，C错；交变电流的频率为f=1/T=ω/2π=50Hz，D错。

知识点

描述交变电流的物理量正弦式电流的峰值和有效值、平均值

1

题型：多选题

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多选题 · 6 分

19．如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的线框面积为S，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻、理想交流电流表A和二极管D。线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速运动，沿转轴OO′方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t＝0时刻线圈平面与磁感线垂直。下列说法正确的是（）

A一个周期内通过R的电荷量

BR两端电压的有效值

C交流电流表的示数为0

D若用一根导线连接M、N两点，发电机的发电功率不变

正确答案

A

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知识点

交变电流正弦式电流的峰值和有效值、平均值

1

题型：多选题

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多选题 · 6 分

21．如下图正方形线框abcd长为L,每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度转动，c、d两点与外电路相连、外电路电阻也为r。则下列说法中正确的是（　　）

AS断开时，电压表读数为

BS断开时，电压表读数为

CS闭合时，电流表读数为

DS闭合时，线框从图示位置转过过程中流过电流表的电量为

正确答案

B,D

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知识点

交变电流正弦式电流的峰值和有效值、平均值

1

题型：多选题

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多选题 · 6 分

15．一矩形线框在匀强磁场内绕垂直于磁场的轴匀速转动过程中,线框输出的交流电压随时间变化的图象如图所示,下列说法中正确的是( )

At=0时刻线圈平面与磁场平行

B交流电压的频率为4Hz

C1s末线框平面平行于磁场,通过线框的磁通量变化最快

D2s末线框平面垂直于磁场,通过线框的磁通量最小

正确答案

C

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知识点

交变电流正弦式电流的图象和三角函数表达式

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