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1、课后限时作业42交变电流的产生和描述时间：45分钟1如图所示，矩形线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场，线框通过导线与电阻R构成闭合回路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动下列说法正确的是(C)A线框通过图中位置瞬间，线框中的电流方向为ABCDAB线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C线框通过图中位置瞬间，通过电阻R的电流瞬时值最大D若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电阻R的电流的有效值变为原来的解析：线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量为零，感应电动势最大，所以感应电流也最大，通过电阻R的电流瞬时值最大，故选项B错误，选项C正确；AB边和CD边切割磁感线产生感应电流
2、，根据右手定则可知电流方向为ADCBA，故选项A错误；根据ENBS可知，增大一倍，E也增大一倍，根据I可知，通过电阻R的电流的有效值也增大一倍，故选项D错误2图甲为一台小型发电机示意图，产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示已知发电机线圈的匝数为100匝，电阻r2 ，外电路的小灯泡电阻恒为R6 ，电压表、电流表均为理想电表下列说法正确的是(B)A电压表的示数为4 VB电流表的示数为0.5 AC1 s内通过小灯泡的电流方向改变25次D线圈在转动过程中，磁通量最大为 Wb解析：由图象可知，交变电动势的最大值为Em4 V，有效值为E4 V，根据闭合电路的欧姆定律可知UR6 V3 V，A错误；电流
3、表的示数为I A0.5 A，B正确；由图象可知，T4102 s，f25 Hz，一个周期内电流方向改变2次，所以1 s内通过小灯泡的电流方向改变50次，C错误；根据EmnBS可知mBS Wb Wb，D错误3(多选)(2017天津卷)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所示正弦规律变化设线圈总电阻为2 ，则(AD)At0时，线圈平面平行于磁感线Bt1 s时，线圈中的电流改变方向Ct1.5 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82 J解析：t0时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故A正确；每经过一次中性面(线
4、圈垂直于磁感线，磁通量有最大值)，电流的方向改变一次，t1 s时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，所以线圈中的电流方向不变，故B错误；t1.5 s时，磁通量有最大值，但磁通量的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，故C错误；感应电动势最大值EmNBSNm4 V，有效值E2 V，一个周期内线圈产生的热量QT82 J，故D正确4.(2019青岛模拟)(多选)一交变电流的图象如图所示，由图可知(CD)A用电流表测该电流，其示数为14.1 AB该交变电流的频率为50 HzC该交变电流通过10 电阻时，电阻消耗的电功率为1 000 WD该交变电流瞬时值表达式为i14.1sin6
5、28t(A)解析：根据图象知交变电流的有效值为10 A，则电流表示数为有效值10 A，选项A错误；周期T0.01 s，频率为100 Hz，选项B错误；通过10 的电阻，电功率PI2R1 000 W，选项C正确；瞬时值表达式为iImsint14.1sin200t(A)14.1sin628t(A)，选项D正确5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(B)A两次t0时刻线圈平面均与中性面垂直B曲线a、b对应的线圈角速度之比为32C曲线a表示的交变电动势频率为50 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10
6、V解析：在t0时刻，电动势均为零，磁通量变化率均为零，线圈平面一定处于中性面上，故选项A错误；由图可知，曲线a对应线圈的周期为4102 s，曲线b对应线圈的周期为6102 s，则由可知，角速度与周期成反比，故角速度之比为32，故选项B正确；曲线a表示的交变电动势的频率fa25 Hz，选项C错误；因曲线a、b对应的线圈角速度之比为32，曲线a表示的交变电动势最大值是15 V，根据EmnBS得曲线b表示的交变电动势最大值是10 V，则有效值为U V5 V，选项D错误6(多选)如图甲为风力发电机的简易模型在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，风叶的转速与风速成正比某一风速时，线圈中产生
7、的电流如图乙所示下列说法中正确的是(BC)A磁铁的转速为10 r/sB图乙中电流的表达式为i0.6sin10t(A)C风速加倍时线圈中电流的有效值为0.6 AD风速加倍时电流的表达式为i1.2sin10t(A)解析：由图乙可知，线圈的转动周期T0.2 s，角速度为10 rad/s，根据2n可知转速为5 r/s，图乙中电流的表达式为i0.6sin10t(A)，故A错误，B正确；由转速与风速成正比可知，当风速加倍时，转速也加倍，则此时电流的最大值Im1.2 A，则电流的表达式为i1.2sin20t(A)，则电流的有效值为 A0.6 A，故C正确，D错误7(多选)在如图所示电路中，电源的电压u311
8、sin100t(V)，A、B间接有“220 V440 W”规格的电暖宝、“220 V220 W”规格的抽油烟机、交流电压表及保险丝下列说法错误的是(ABC)A交流电压表的示数为311 VB电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 AC电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D抽油烟机1 min内消耗的电能为1.32104 J解析：由u311sin100t(V)可知电源电压的峰值Um311 V，则其有效值U220 V，故交流电压表的示数为220 V，选项A错误；流过电暖宝的电流为I12 A，流过抽油烟机的电流为I21 A，则流过保险丝的电流II1I23 A，保险丝的额定电流为交变电流的有效值，故
9、选项B错误；电暖宝是纯电阻用电器，而抽油烟机是非纯电阻用电器，故发热功率不是2倍关系，选项C错误；抽油烟机1 min内消耗的电能为WPt1.32104 J，选项D正确8如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd一半处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与其中心线重合的竖直固定转轴OO以角速度匀速转动，固定转轴恰好位于匀强磁场的右边界，则线框中感应电流的有效值为(A)A. B.C. D.解析：线框中产生的感应电动势的最大值为EmBS，则线框中感应电流的有效值为I.9先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电，第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图甲所示)；第二次灯泡两端的
10、电压随时间的变化规律如图乙所示若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期的数值是相同的，则以下说法正确的是(D)A第一次灯泡两端的电压有效值是B第二次灯泡两端的电压有效值是C第一、二两次灯泡的电功率之比是29D第一、二两次灯泡的电功率之比是15解析：第一次，灯泡两端的电压有效值为U1，电功率P1；第二次，设灯泡两端的电压有效值为U2，有T，解得U2 U0，电功率P2，则P1P215，故选项A、B、C错误，选项D正确10.(多选)如图所示，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平面(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
11、，磁场方向垂直于纸面向里现使线框M、N在t0时从图示位置开始分别绕过OM和ON且垂直于纸面的轴以相同的周期T逆时针匀速转动，则(BC)A两导线框中均会产生正弦式交流电B两导线框中感应电流的周期都等于TC在t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也相等解析：设导线框半径为l，角速度为，两导线框切割磁感线时的有效长度始终等于圆弧半径，因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为EBl2，但进磁场和出磁场时电流方向相反，所以线框中应该产生方波交流电，如图所示，A错误；由T可知，两导线框中感应电流的周期相同，均为T，B正确；在t时，两导线框均在切割磁感
12、线，故两导线框中产生的感应电动势均为Bl2，C正确；对于线框M，有T，解得U有ME，对于线框N，有00T，解得U有NE，故两导线框中感应电流的有效值并不相等，D错误11某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向匝数为N的矩形线圈abcd的边长abcdl，bcad2l，线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直线圈的总电阻为r，外接电阻为R.求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em；(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；(3)通过外接电阻的电流的有效值I.解析：(1)bc、ad边的运动速度v故感应电动势Em4NBlv2NBl2.(2)电流Im故ab边所受安培力F2NBIml.(3)一个周期内，有电流通过的时间tT，R上消耗的电能WIRtI2RT解得I.答案：(1)2NBl2(2)(3)