1、课时跟踪检测(十二)交变电流1下列关于交流发电机的叙述正确的是()A交流发电机将电能转化为机械能B交流发电机由两部分组成，即定子和转子，线圈必须旋转，成为转子，这样才能在线圈中产生交流电C交流发电机线圈中产生交流电，输送到外电路也是交流电D在交流发电机线圈转动的过程中，线圈中的每一个边都切割磁感线解析：选C交流发电机将机械能转化为电能，A错误；交流发电机由两部分组成，即定子和转子，线圈既可以作为定子，也可以作为转子，定子和转子相对转动就可以产生交流电，B错误；交流发电机线圈中产生交流电，输送到外电路也是交流电，C正确；在交流发电机线圈转动的过程中，并不是线圈的每一条边都切割磁感线，D错误。2一
2、闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO匀速转动，线圈平面位于图甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是()At1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大Bt1、t3时刻线圈中感应电流方向改变Ct2、t4时刻通过线圈的磁通量最大Dt2、t4时刻线圈中感应电动势最小解析：选Bt1、t3时刻通过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，此时感应电动势、感应电流均为零，线圈中感应电流方向改变，选项A错误，选项B正确；t2、t4时刻通过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，选项C、D错误。3多选某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生交变
3、电流的图像如图所示，由图中信息可以判断()A在A和C时刻线圈处于中性面位置B在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C从AD时刻线圈转过的角度为D若从OD时刻历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次解析：选CD由题图可知，在O、B、D时刻感应电流为零，所以此时线圈恰好在中性面位置，穿过线圈的磁通量最大；在A、C时刻感应电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时穿过线圈的磁通量为零。故A、B错误。从A到D时刻，线圈旋转周，转过的角度为；如果从O到D时刻历时0.02 s，线圈转动1周，则1 s内线圈转动50周，100次经过中性面，交变电流的方向改变100次。故C、D正确。4一矩形线圈abc
4、d如图所示，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为()A0.5Bl1l2sin tB0.5Bl1l2cos tCBl1l2sin tDBl1l2cos t解析：选D因为开始时刻线圈平面与磁感线平行，即线圈从垂直于中性面的位置开始运动，所以开始时刻线圈中感应电动势最大，为EmBl1l2，感应电动势的表达形式应为余弦函数形式。因此在t时刻线圈中的感应电动势为Bl1l2 cos t，故正确选项为D。5多选如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动。当线
5、圈平面转到图示位置与磁场方向平行时()A线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C线圈分别绕P1和P2转动时的电流的方向相同，都是adcbD线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力解析：选AC产生交变电流的条件是轴和磁感线垂直，与轴的位置和线圈形状无关，线圈abcd分别绕轴P1、P2转动，转到图示位置时产生的电动势ENBS，由I可知，此时I相等，故选项A正确，选项B错误；由右手定则可知，电流方向为adcb，故选项C正确；dc边受到的安培力FBldcI，故F一样大，选项D错误。6如图所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合
6、线圈绕OO轴匀速转动，若要使线圈中的电流峰值减半，不可行的方法是()A只将线圈的转速减半B只将线圈的匝数减半C只将匀强磁场的磁感应强度减半D只将线圈的边长减半解析：选B由Im，EmNBS，2n得Im，故A、C可行；电阻R与匝数有关，当匝数减半时电阻R也随之减半，则Im不变，故B不可行；当线圈的边长减半时，面积S减为原来的，而电阻减为原来的，故D可行。7一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示，则下列说法正确的是()At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，的变化率为零Ct0.02 s时刻，感应电动势达到最大D从t0.01 s时刻至
7、t0.04 s时刻线圈转过的角度是解析：选D由题图可知，t0、t0.02 s、t0.04 s时刻线圈平面位于中性面位置，最大，0，故E0；t0.01 s、t0.03 s、t0.05 s时刻线圈平面与磁感线平行，最小，最大，故E最大；从t0.01 s时刻至t0.04 s时刻线圈旋转周，转过的角度为。故A、B、C错误，D正确。8一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图甲所示，则下列说法正确的是()At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，的变化率达到最大Ct0.02 s时刻，交流电动势达到最大D该线圈相应的交流电动势图像如图乙所示解析：选
8、B由题图甲知，当t0时，最大，说明线圈平面与中性面重合，故选项A错误；当t0.01 s时，0，t图像的切线斜率最大，即的变化率最大，故选项B正确；当t0.02 s时，也最大，交流电动势为零，故选项C错误；由以上分析可知，选项D错误。9多选在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则()At0.005 s时穿过线框的磁通量变化率为零Bt0.01 s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势的最大值为311 VD线框产生的交变电动势的最大值为622 V解析：选BC由题图乙可知，该交变电动势的瞬时值表达式为e311sin 100t(V)
9、。t0.005 s时感应电动势最大，穿过线框的磁通量变化率最大，选项A错误；t0.01 s时交变电动势为零，穿过线框的磁通量最大，线框平面与中性面重合，选项B正确；交变电动势的最大值为311 V，选项C正确，选项D错误。10大型发电机几乎都是旋转磁极式发电机，如图所示为其原理简图。竖直平面内闭合线圈abcd固定不动，磁铁绕图中的虚线旋转，线圈中就会产生感应电流。若条形磁铁以10 rad/s的角速度匀速转动，且图示时刻N极正在向里转。现以图示时刻为计时起点，则下列推断正确的是()A该发电机产生的交变电流频率是10 HzBt0时线圈中的电流方向为abcdaCt0.5 s时线圈中的电流方向发生变化D
10、t0.5 s时线圈中的电流最小解析：选B条形磁铁以10 rad/s的角速度匀速转动，则该交流电的频率f5 Hz，故A错误；由题图可知，在t0时刻穿过线圈的磁通量为0，结合交流电产生的特点可知，t0时刻该交流电的瞬时值最大，由题图可知下一时刻穿过线圈的磁通量的方向向里，由楞次定律可知，此时线圈中的电流方向为abcda，故B正确；该交流电的周期T 0.2 s，当t0.5 s25T时，线圈处于与中性面垂直的位置，电流值仍然为最大值，不会改变方向，故C、D错误。11如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场方向垂直且始终与金属滑环K相连，cd边
11、与金属滑环L相连。现使矩形线圈以恒定角速度从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动。下列说法正确的是()A线圈中产生的交变电流按正弦规律变化B线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小C线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大，为EmNBSD线圈每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为零解析：选C开始时，线圈平面与磁感线平行，线圈中产生的交变电流按余弦规律变化，选项A错误；由法拉第电磁感应定律可知，线圈转动的角速度越大，产生的交变电动势最大值越大，由欧姆定律可知通过电阻R的电流越大，选项B错误；线圈平面与磁场平行时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，为EmNBS，选项C正
12、确；线圈每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为2BS，选项D错误。12如图所示，在匀强磁场中有一个“”形导线框，可绕AB轴转动。已知匀强磁场的磁感应强度B T，线框相邻两边相互垂直，其中CD边长为20 cm，CE、DF长均为 10 cm，角速度为100 rad/s。若从图示CEFD平面平行磁场位置开始计时：(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)求出由图示位置转过30过程中线框产生的平均电动势；(3)作出线框中感应电动势随时间变化的et图像。解析：(1)线框转动，开始计时的位置为线框平面与磁感线平行的位置，CD边长l120 cm，CE、DF边长l210 cm，在t时刻线框转过的角度为t，此时刻eBl1l2cos t。其中B T，l1l20.10.2 m20.02 m2，故线框感应电动势瞬时值表达式e0.02100cos 100t(V)10cos 100t(V)。(2)线框由题图所示位置转过30的过程中，Bl1l2，t，则平均电动势 V。(3)线框中感应电动势随时间变化的图像如图所示。答案：(1)e10cos 100t(V)(2) V(3)见解析图