1、交变电流的产生和描述1.一台发电机的结构示意图如图所示，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成沿半径方向的辐向磁场。从如图所示位置开始计时，规定此时电动势为正值，选项图中能正确反映线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律的是()解析：选D由于磁场为沿半径的辐向磁场，可以认为磁感应强度的大小不变，线圈始终垂直切割磁感线，所以产生的感应电动势大小不变，由右手定则可知，线圈转动一周，产生的感应电动势的方向改变两次，选项D正确。2如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴O
2、O匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若外接电阻R70 ，线圈电阻r10 ，则下列说法正确的是()A线圈的角速度为100 rad/sB0.01 s末穿过线圈的磁通量最大C通过线圈的最大电流为1.25 AD电压表的示数为87.5 V解析：选C由题图乙知，交流电的周期T4102 s，线圈转动的角速度 rad/s50 rad/s，故A项错误；由题图乙知，0.01 s末线圈产生的感应电动势最大，则0.01 s末线圈平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量为0，故B项错误；由题图乙知，线圈产生感应电动势的最大值Em100 V，则通过线圈的最大电流Im A1.25 A，故C
3、项正确；线圈产生感应电动势的有效值E V50 V，电压表的示数UR70 V61.9 V，故D项错误。3如图所示为一交变电流随时间变化的图像，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为Im；电流的负值的大小为Im，则该交变电流的有效值为()A.ImB.C.Im D.Im解析：选C设该交变电流的有效值为I，取一个周期时间，由电流的热效应得：2R1102 sIm2R1102 sI2R2102 s，解得：IIm，故C正确。4.手摇式发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，其磁通量随时间按如图所示的正弦规律变化。当线圈的转速变为原来的一半时，下列说法正确的是()A交流电压的变化周期变为原来的一半B穿过线圈
4、的磁通量的最大值变为原来的一半C交流电压的最大值变为原来的一半D交流电压的有效值变为原来的倍解析：选C根据T可知，当线圈的转速变为原来的一半时，周期变为原来的2倍，选项A错误；穿过线圈的磁通量的最大值为mBS，与转速无关，选项B错误；当线圈的转速变为原来的一半时，角速度变为原来的一半，根据ENBS可知，交流电压的最大值变为原来的一半，选项C正确；根据E可知，交流电压的有效值变为原来的一半，选项D错误。5(2019天津高考)(多选)单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是()A.时刻线框平面与中性面垂直B线框的
5、感应电动势有效值为C线框转一周外力所做的功为D从t0到t过程中线框的平均感应电动势为解析：选BC中性面的特点是与磁场垂直，穿过线框的磁通量最大，磁通量变化率最小，由题图可知时刻线框在中性面上，A错误。电动势最大值为Emmm ，对正弦交流电，E有，故B正确。由功能关系知，线框转一周外力做的功等于产生的电能，WW电T，C正确。由法拉第电磁感应定律知，D错误。6. (多选)如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，下列判断正确的是()A电压表的读数为B当线圈由图示位置转过30的过程中，通过电阻R的电荷量为C在线圈转过一周
6、的过程中，电阻R上产生的焦耳热为D当线圈由图示位置转过30时通过电阻R的电流为解析：选AD电动势的最大值EmNBS，有效值E，电压表的示数为路端电压的有效值UE，A正确；线圈转过30的过程中，通过电阻R的电荷量q，B错误；在线圈转过一周的时间内电阻R上产生的热量Q，C错误；电流的最大值为Im，电流的瞬时值表达式为iImsin t，线圈从图示位置转过30时，t，此时的电流为i，D正确。7. (多选)如图所示，N匝矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，
7、反向电阻无穷大。下列说法正确的是()A图示位置电流表的示数为NBSB一个周期内通过R的电荷量为CR两端电压的有效值为NBSD图示位置电流表的示数为0解析：选AB设回路中电流的有效值为I，由电流的热效应可知，2RTI2RT，解得I，理想交流电流表测的是电流的有效值，A正确，D错误；在一个周期内，只有半个周期的时间有电流通过R，故一个周期内通过R的电荷量q，B正确；R两端电压有效值UIR，C错误。8(多选)如图，足够长的两平行光滑金属导轨MN、PQ水平放置，间距l1 m，导轨中间分布有磁感应强度为1 T的匀强磁场，磁场边界为正弦曲线。一粗细均匀的导体棒以10 m/s的速度向右匀速滑动，定值电阻R的
8、阻值为1 ，导体棒接入电路的电阻也为1 ，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，导轨电阻不计，下列说法正确的是()A电压表示数为2.5 VB导体棒运动到图示位置时，有电流流过电阻RC流经电阻R的最大电流为5 AD导体棒上热功率为6.25 W解析：选ACD导体棒切割磁感线产生的感应电动势的最大值EmBlv10 V，产生的是正弦式交流电，则电动势的有效值E5 V，由电流的热效应可得：T，解得：E5 V，由闭合电路欧姆定律得，电压表的示数为2.5 V，故A正确；导体棒运动到图示位置时，由右手定则可知，产生的电流方向由ab，由于二极管具有单向导通特性，所以此时无电流流过电阻R，故B错误；导体棒切割磁感线产生的感应电动势的最大值EmBlv10 V，所以最大电流Im A5 A，故C正确；导体棒上的电流为：I A2.5 A，所以热功率为：PI2R2.521 W6.25 W，故D正确。
