1、题组一对交变电流产生规律的理解1如图1所示，在水平方向的匀强磁场中，有一单匝矩形导线框可绕垂直于磁场方向的水平轴转动在线框由水平位置以角速度匀速转过90的过程中，穿过线框面的最大磁通量为，已知导线框的电阻为R，则下列说法中正确的是 ()图1A导线框转到如图所示的位置时电流的方向将发生改变B导线框转到如图所示的位置时电流的方向为badcC以图中位置作为计时起点，该导线框产生的交流电瞬时值表达式为esin tD以图中位置作为计时起点，该导线框产生的交流电瞬时值表达式为ecos t答案D2面积均为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如图2甲、乙所示的磁场中，甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场
2、中以周期T绕OO轴匀速转动，乙图中磁场变化规律为BB0cos t，从图示位置开始计时，则 ()图2A两线圈的磁通量变化规律相同B两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C经相同的时间t(tT)，两线圈产生的热量不同D从此时刻起，经T/4时间，通过两线圈横截面的电荷量不同答案A解析甲图中的磁通量变化规律为甲B0Scos t，乙图中磁通量的变化规律为乙B0Scos t.由于两线圈的磁通量变化规律相同，则两线圈中感应电动势的变化规律相同，达到最大值的时刻也相同，有效值E也相同，又因两线圈电阻相同，所以Qt也相同，经过时间，通过两线圈横截面的电荷量q也相同，故A正确题组二交变电流图像的应用3某台家用柴油
3、发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图像是 ()答案B解析线圈转速为正常时的一半，据2n知，周期变为正常时的2倍，又据EmNBS知，最大值变为正常时的一半，结合我国电网交流电实际情况，知正确选项为B.4一矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交变电动势e随时间t变化的情况如图3所示，下列说法中正确的是 ()图3A此交流电的频率为0.2 HzB此交变电动势的有效值为1 VCt0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行D在线圈转动过程中，穿过线圈的最
4、大磁通量为 Wb答案D解析由题图可知，此交流电的周期T0.2 s，频率f5 Hz，A错E V，B错误t0.1 s时，感应电动势为0，线圈平面与磁感线垂直，C错误因EmNBS，其中N10，10 rad/s，故mBS Wb，D正确5如图4(a)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时为计时起点，如图(b)所示，并规定当电流自a流向b时电流方向为正则下列所示的四幅图中正确的是()图4答案D解析由楞次定律知，t0时，感应电流方向为负，线圈平面与中性面的夹角为，线圈再转过到达中性面，所以，在线圈转过的过程中电流在减小，时，i
5、0，因而只有D项正确题组三交变电流有效值的计算6A、B是两个完全相同的电热器，A通以图5甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率PAPB等于 ()图5A54 B32C.1 D21答案A解析方形波的有效值为IRIRIRT，解得：I1 I0正弦交流电有效值为：I2所以PAPBIRIR54，故选A.题组四交变电流“四值”的应用比较7如图6所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻为R.t0时刻线圈平面与纸面重合则()图6A线圈中电流t时刻瞬时值表达式为icos tB线圈中电流
6、的有效值为IC线圈中电流的有效值为ID线圈消耗的电功率为P答案CD解析回路中感应电动势最大值EmBS，电流最大值Im，t0时线圈位于中性面，故电流瞬时值表达式isin t.线圈中电流的有效值I，PI2R，故A、B错误，C、D正确8.如图7所示，在匀强磁场中有一个内阻r3 、面积S0.02 m2的半圆形导线框可绕OO轴旋转已知匀强磁场的磁感应强度B T若线框以100 rad/s的角速度匀速转动且通过电刷给“6 V12 W”的小灯泡供电，则：图7(1)若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)从图示位置开始，线框转过90的过程中，流过导线横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框转动
7、的快慢是否有关？(3)由题所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡实际功率为多大？答案(1)e10cos (100t) V(2) C无关(3)不能 W解析(1)线框转动时产生感应电动势的最大值EmBS0.02100 V10 V因线框转动从平行于磁感线位置开始计时，则感应电动势的瞬时值表达式eEmcos t10cos (100t) V.(2)线框转过90的过程中，产生的平均电动势.流过导线横截面的电荷量qt，又灯泡电阻R 3 .故q C C，与线框转动的快慢无关(3)线框产生的感应电动势的有效值E10 V，灯泡两端电压UR5 V因U6 V，故灯泡不能正常发光其实际功率P W W.
