第1讲交变电流的产生和描述A组基础巩固1.(2018西城二模)如图所示为交流发电机的示意图,从线圈通过如图所示的位置开始计时。如果发电机产生的交变电流的频率为50Hz,电动势的最大值为400V,则发电机产生的电动势瞬时值表达式为()A.e=400sin50t(V)B.e=400cos50t(V)C.e=400sin100πt(V)D.e=400cos100πt(V)答案D由题图所示位置开始计时,磁通量为0,感应电动势最大,则其产生的电动势瞬时值表达式为e=Emcosωt,又知Em=400V,ω=2πf=100πrad/s,可得e=400cos100πt(V)。2.(2018朝阳二模)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Φ随时间t的变化关系如图所示。已知线圈总电阻为2Ω,则()A.t=1.0s时线圈平面平行于磁感线B.t=1.5s时线圈中感应电流为0C.t=2.0s时线圈中的感应电动势为0D.一个周期内线圈产生的热量为8J答案C由图可知t=1.0s时Φ最大,则线圈平面垂直磁感线,A错。由E=nΔΦΔt可知,B错,C对。由图可知,T=2s,则ω=2πT=πrad/s,Em=nΦmω=4πV,Q=E2RT=Em22RT=8π2J,则D错。3.(2018朝阳一模)如图所示,将带铁芯的电感线圈L与灯泡A串联,再与另一个完全相同的灯泡B并联,接在以正弦交流信号发生器为电源的两端。通过调节交流信号发生器上的旋钮,可以改变输出电压和信号的频率。闭合开关S,A、B两灯均发光。关于该实验,下列说法中正确的是()A.保持交流信号频率不变,适当提高输出电压,发现A灯始终比B灯亮B.保持输出电压不变,提高交流信号频率,发现A、B灯均变亮C.保持输出电压和信号频率不变,撤去铁芯后,发现A灯比原来亮D.断开开关S,发现A灯闪亮一下,然后熄灭答案C由图中电路可知,A灯与电感线圈L串联后与B灯并联,交流信号的频率不变,适当提高输出电压则电感线圈的感抗XL=2πfL不变,A灯支路电流比B灯支路电流小,A灯没有B灯亮,故A选项错误;保持输出电压不变,提高交流信号频率,因感抗变大,则A灯变暗,B灯亮度不变,故选项B错误;保持输出电压和信号频率不变,撤去铁芯后,电感线圈的自感系数L变小,感抗变小,故A灯支路电流变大,A灯比原来亮,因此选项C正确;断开开关S,流过电感线圈的电流将流过A灯,断开S前,A灯与电感线圈中电流相等,故A灯不会闪亮一下,而是在原来亮度基础上逐渐变暗,因此,选项D错误。4.如图甲所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n=100匝,线圈的总电阻r=5.0Ω,线圈位于匀强磁场中,且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=95Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转动轴OO'以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是()A.线圈匀速转动的角速度为100rad/sB.线圈中产生感应电动势的最大值为100❑√2VC.线圈中产生感应电动势的有效值为100VD.线圈中产生感应电流的有效值为❑√2A答案D根据Φ-t图像可知:T=π×10-2s,Φm=BS=1×10-2Wbω=2πT=200rad/s,A项错误;Em=nBSω=200V,B项错误;E=Em❑√2=100❑√2V,C项错误;I=ER+r=❑√2A,D项正确。5.A、B是两个完全相同的电热器,A通以图甲所示的交变电流,B通以图乙所示的交变电流,则两电热器的电功率之比PA∶PB等于()A.2∶1B.1∶1C.❑√2∶1D.1∶2答案A甲图电流有效值为I0,乙图电流有效值为I0❑√2,由P=I2R知,PA∶PB=2∶1,A正确。6.(2017东城期末)如图所示,一线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈平面转动至与磁场方向平行的位置时()A.穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大B.穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最大C.穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最小D.穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最小答案A线圈平面与磁场方向平行时,磁通量为0,此时磁通量的变化率最大,故选A。7.(2017海淀期末)如图所示,位于竖直平面内的矩形金属线圈,边长L1=0.40m、L2=0.25m,其匝数n=100匝,总电阻r=1.0Ω,线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和R=3.0Ω的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T,在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴O1O2...
