1、课时跟踪检测（六） 交变电流1下列说法中正确的是()A只有大小和方向都不发生变化的电流才是直流电B如果电流的大小做周期性变化，则一定是交变电流C交变电流的最大特征是电流的方向发生变化D交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的解析：选C大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流；直流与交流最主要的区别在于电流的方向是否发生变化，只要方向不变就是直流；交变电流有着不同的形式，如方波电流、锯齿波电流等，不一定都是按正弦或余弦规律变化的。选项C正确。2(多选)下列哪些情况线圈中能产生交变电流()解析：选BCD图A中线圈转动时磁通量总是为零，故不产生交流电，B、C、D三图中的线圈转动时磁通量发生周期性
2、变化，产生交变电流。3(多选)图1所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()图1A线圈每转动一周，指针左右摆动两次B图示位置为中性面，线圈中无感应电流C图示位置，ab边的感应电流方向是abD图示位置，ab边的感应电流方向是ba解析：选AC线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈转动一周，有两次经过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动两次，故A正确；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面，显然图示位置不是中性面，所以B错误；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则知，ab边的感应电流方向是ab，C正确，D错误。4(多选
3、)如图2所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动。沿着OO观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时()图2A线圈中感应电流的方向为abcdaB线圈中的感应电流为C穿过线圈的磁通量为0D穿过线圈的磁通量的变化率为0解析：选BC图示位置为垂直于中性面的位置，此时通过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电流也最大，I，由右手定则可判断出线圈中感应电流的方向为adcba。5交流发电机正常工作时产生的电动势eEmsin t，若线圈匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍，其他
4、条件不变，则产生的电动势的表达式为()AeEmsin tBe2Emsin tCe2Emsin 2t DeEmsin 2t解析：选D条件改变后，匝数N，角速度：2，电动势最大值EmNBSNBSEm，故有eEmsin 2t，D对。6(多选)图3甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是()图3A通过电阻R的电流的最大值为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s时电阻R
5、中电流的方向自右向左解析：选AC产生的交变电流的最大值为10 A，因此通过电阻R的电流的最大值为10 A，A项正确；由可得，线圈转动的角速度为100 rad/s，B项错误；0.01 s时，电路中电流最大，故该时刻通过线圈的磁通量最小，即该时刻线圈平面与磁场方向平行，C项正确；根据楞次定律可得，0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右，D项错误。7如图4甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度转动。当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，则在t时刻()图4A线圈中的电流最大B穿过线圈的磁通量为零C线圈所受的安培力最大
6、D线圈中的电流为零解析：选D由T，故t，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，B错误；由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零，A、C错误，D正确。8如图5甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角45时(如图乙所示)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是()图5解析：选D由题图可知初始时刻交变电流的方向为adcba，与规定的电流方向(正方向)相反，为负值，所以感应电流的表达式为iImcos，故选项D正确。9一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴
7、匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图6甲所示，则下列说法中正确的是()图6At0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B由题图甲知，当t0时，最大，说明线圈平面与中性面重合，故A错误；当t0.01 s时，0最小，t图像的斜率最大，即的变化率最大，故B正确；当t0.02 s时，也最大，交流电动势为零，故C错误；由以上分析可知，D错误。10矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为()A.B.C2 D解析：选B线圈转动180过
8、程中的平均感应电动势：；最大值：EmBS，平均值和最大值之比：，故B选项正确。11某一发电机线圈面积S0.4 m2，匝数N500匝，线圈绕轴以1 800 r/min的转速匀速转动，产生的电动势的最大值为6 000 V。求：(1)磁感应强度B；(2)当线圈平面跟B的夹角为60时，每匝线圈产生的感应电动势的瞬时值。(3)如果线圈平行于磁场时开始计时，写出线圈中电动势的瞬时值表达式。解析：(1)由EmNBS，2n，n1 800 r/min30 r/s，得B T0.5 T。(2)当线圈平面跟B的夹角为60时，每匝线圈产生的感应电动势为eBScos 600.50.42300.5 V6 V。(3)线圈转至
9、与磁场平行开始计时，则：eEmcos t6 000cos 60t V。答案：(1)0.5 T(2)6 V(3)e6 000 cos 60t V12如图7(a)、(b)所示，一根长直的通电导线中的电流按正弦规律变化，规定电流从左向右为正，在直导线下方有一不闭合的金属框，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻在()图7At1时刻 Bt2时刻Ct3时刻 Dt4时刻解析：选D线框中的磁场是直导线中的电流i产生的，在t1、t3时刻，电流i最大，但电流的变化率为零，穿过线框的磁通量变化率为零，线框中没有感应电动势，a、b两点间的电势差为零。在t2、t4时刻，电流i0，但电流变化率最大，穿过线框的磁通量变化率最大，a、b两点间的电势差最大，再根据楞次定律可得出a点相对b点电势最高时刻在t4，D正确。
