1、交变电流 1如图所示，属于交流电的是()解析：选C.方向随时间作周期性变化是交变电流最重要的特征A、B、D三项所示的电流大小随时间作周期性变化，但其方向不变，它们所表示的是直流电C选项中电流的方向随时间作周期性变化，故选C.2如图所示，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()A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边的感应电流方向为abD线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零解析：选C.线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指
2、针左右摆动一次，故A错；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为ab，故C对；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，B、D错误3如图所示，面积均为S的线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsin t的图是()解析：选A.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为eBSsin t，由这一原则判断，A图符合要求；B图中的转轴不在线圈所在平面内；C图产生的是余弦交流电，
3、D图转轴与磁场方向平行，而不是垂直故A正确4图中矩形线圈abcd在匀强磁场中以ad边为轴匀速转动，产生的电动势瞬时值为e5sin 20t V，则以下判断正确的是()A此交流电的频率为10 HzB当线圈平面与中性面重合时，线圈中的感应电动势为0C当线圈平面与中性面垂直时，线圈中的感应电流为0D线圈转动一周，感应电流的方向改变一次解析：选B.根据e5sin 20t(V)，得：20 rad/s，所以f Hz，A错误；当线圈平面与中性面重合时，线圈边的切割速度最小，即线圈中的感应电动势为零，B正确；当线圈平面与中性面垂直时，线圈边的切割速度最大，线圈中的感应电流最大，C错误；线圈每经过一次中性面，电流
4、方向改变一次，转动一周，线圈两次经过中性面，因此电流的方向改变两次，D错误5一矩形线圈在匀强磁场中以一边为轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，在时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于_解析：由图并结合题意可知该交变电流为正弦电流，其电动势的表达式为eEmcost在t时，eEm根据电动势的表达式eEmcos 得cos 故可以确定此时线圈平面与磁感线的夹角为30或150.答案：30或1506矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转速为 rad/s.在转动过程中，穿过线圈磁通量的最大值为0.06 Wb，则线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势
5、为多少？当线圈平面与中性面夹角为时，感应电动势为多少？解析：磁通量最大值mBS0.06 Wb，线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势最大EmnBS1000.06 V V19.1 V.感应电动势瞬时值表达式：eEmsin t当t时，esin V V13.5 V.答案：19.1 V13.5 V 一、单项选择题1如图所示，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，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在这段时间内()A线圈中的感应电流一直在减小B线圈中的感应电流先增大后减小C穿过线圈的磁通量一直在减小D穿过线圈的磁通量的变化率先减小后增大解析：选B.根据，T，由于从线圈
6、平面与磁场方向平行时开始计时，故T时间内线圈中的感应电流先增大后减小，穿过线圈的磁通量先减小后增大，而磁通量的变化率先增大后减小，故B正确2把一段确定的导线做成线圈，在确定的磁场中绕垂直于磁场的轴线以固定的转速转动，产生的交流电动势最大的情况是()A做成方形线圈，线圈平面垂直于转轴B做成方形线圈，转轴通过线圈平面C做成圆形线圈，转轴通过线圈平面D做成圆形线圈，线圈平面垂直于转轴解析：选C.若周长相等，则圆的面积最大，据EmnBS知，应做成圆形线圈，若线圈平面垂直于转轴，则线圈平面与磁场平行，故磁通量始终为零，故转轴应通过线圈平面3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
7、感应电动势和最大感应电动势之比为()A.BC2D解析：选B.线圈转动180过程中的平均感应电动势：E；最大值：EmBS，平均值和最大值之比：E/Em2/，故B选项正确4.如图所示，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0时(如图)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()解析：选D.从题图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到a，故瞬时电流的表达式为iimcos t，故D正确5如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速
8、后，所产生的正弦交流电的图像如图线b所示以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是()A线圈先后两次转速之比为12B交流电a的电压瞬时值u10sin 0.4t VC交流电b的电压峰值为 VD在图中t0时刻穿过线圈的磁通量为零解析：选C.周期之比为23，频率之比为32，转速之比也为32，选项A错误交流电a的角速度为0.4，选项B错误电压的最大值为UmNBS，可见最大值之比也是32，则交流电b的电压峰值为 V，选项C正确在图中t0时刻电压为零，表明线圈正好通过中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，选项D错误6如图甲、乙所示，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
9、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()At1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正确二、多项选择题7一个匝数N100匝的线圈所包围的面积S0.02 m2，在匀强磁场B0.5 T中绕垂直于磁感线的轴以角速度100 rad/s匀速转动时，在线圈中产生交流电
10、，若线圈通过中性面时开始计时，那么在下列四图中，能够反映线圈中感应电动势随时间变化的图像可能是()解析：选BD.由于从中性面开始计时，故t0时感应电动势为零，由此可确定A、C错误，B、D正确8如图所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图丙所示的电流，则()A在t1到t2时间内，甲、乙相吸B在t2到t3时间内，甲、乙相斥Ct1时刻两线圈间作用力为零Dt2时刻两线圈间吸引力最大解析：选ABC.甲回路电流减弱时，据楞次定律知，乙回路将产生与甲同向环绕的感应电流甲、乙之间通过磁场发生相互作用，甲、乙相吸同理，当甲中电流增强时，甲、乙互相排斥故选项A、B都正确在t1时刻，甲中电流产生的磁场变化率
11、为零，则乙线圈感生电流瞬时值为零，而t2时刻，虽然乙中感生电流最强，但此时甲中电流瞬时值为零，所以t1、t2时刻，甲、乙电流间相互作用力都为零9矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交流电，如图所示，下列说法中正确的是()A当穿过线圈的磁通量最大时，产生的电动势最大B当穿过线圈的磁通量为零时，产生的电动势最大C在图示位置时，A边产生的感应电流方向垂直纸面向里D在图示位置时，A边产生的感应电流方向垂直纸面向外解析：选BC.当线圈平面平行于磁感线时，产生的电动势最大，此时穿过线圈的磁通量为零，选项A错误，B正确；判定感应电流的方向用右手定则，由定则可判定A边感应电流方向垂直纸面向里，选项C正确，D错误1
12、0.如图所示，单匝矩形线圈abcd的边长分别是abL，adD，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场平行，线圈以ab边为轴做角速度为的匀速转动，下列说法中正确的是(从图示位置开始计时)()At0时线圈的感应电动势为0B转过90时线圈的感应电动势为0C转过90的过程中线圈中的平均感应电动势为BLDD转过90的过程中线圈中的平均感应电动势为解析：选BD.由题意t0时，BS，此时感应电动势最大，当线圈转过90时，线圈位于中性面位置时，感应电动势为0，故选项A错误，选项B正确；线圈转过90过程中BSBLD，所用时间t.由法拉第电磁感应定律知：，故选项C错误，选项D正确三、非选择题11如图所示，一边长为l的正方
13、形线圈MNPQ绕对称轴OO在匀强磁场中转动，转速为n120 r/min，若已知边长l20 cm，匝数N20，磁感应强度B0.2 T，求：(1)转动中的最大电动势及位置；(2)从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式；(3)从图示位置转过90过程中的平均电动势解析：(1)当线圈平面转到与磁感线平行时，MN、PQ两边均垂直切割磁感线，这时线圈中产生的感应电动势最大，即EmNBS200.20.2222 V2 V.(2)电动势的瞬时值表达式为eEmsin t2sin 4t V.(3)EN20 V1.28 V.答案：(1)2 V线圈平面与磁感线平行(2)e2sin 4t V(3)1.28 V12如图所示为实验室演示用手摇发电机模型，匀强磁场的磁感应强度为B0.5 T，线圈匝数N50，每匝线圈面积S0.048 m2，转速n75.0 r/min，在匀速转动中从图示位置线圈转过90开始计时(1)写出交变电流电动势瞬时值表达式(2)画出et图线解析：(1)线圈转动的角速度 rad/s rad/s，线圈中电动势的峰值为EmNBS500.50.048 V3 V瞬时值表达式为eEmsin t3sint(V)(2)从中性面开始计时，则et图线为：答案：(1)e3sint(V)(2)见解析