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1、
79 交變電流的產(chǎn)生及描述
[方法點(diǎn)撥] 交變電流的產(chǎn)生往往與交變電流圖象結(jié)合出題，要能將交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)過程一一對應(yīng)起來，分析電流、電動(dòng)勢、磁通量的變化規(guī)律．
1．矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生如圖1所示的交流電，取沿a→b→c→d→a方向?yàn)殡娏髡较?，則對應(yīng)t1時(shí)刻線圈的位置應(yīng)為下列選項(xiàng)中的( )
圖1
2．(2018·山東青島二中模擬)如圖2甲所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一匝數(shù)為n，面積為S，總電阻為r的矩形線圈abcd繞軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中可以保持和外電路電阻R形成閉合電路，回路中接有一
2、理想交流電流表．圖乙是線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間t變化的圖象，則下列說法中正確的是( )
圖2
A．從t1到t3這段時(shí)間穿過線圈的磁通量的變化量為2nBS
B．從t3到t4這段時(shí)間通過電阻R的電荷量為
C．t3時(shí)刻穿過線圈的磁通量變化率為nBSω
D．電流表的示數(shù)為
3．(多選)(2017·陜西寶雞二檢)某一交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律為：u＝100sin 100πt (V)，將其接在阻值為R＝100 Ω的電熱絲兩端，則下列說法正確的是( )
A．該交流電壓的周期為0.02 s
B．該電熱絲消耗的電功率為200 W
C．該交流電每秒內(nèi)電流方向改變50次
3、
D．用電壓表測該用電器兩端電壓其示數(shù)為100 V
4．(多選)(2017·河南洛陽第二次統(tǒng)考)如圖3所示是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，線圈匝數(shù)為n，電阻為r，外接電阻為R，A為理想交流電流表，線圈從圖示位置(線圈平面平行于磁場方向)轉(zhuǎn)過60°時(shí)的感應(yīng)電流為i，下列說法正確的是( )
圖3
A．電流表的讀數(shù)為2i
B．轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量的最大值為
C．從圖示位置開始轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量為
D．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量為
5．(2018·廣東東莞模擬)如圖4為小型旋轉(zhuǎn)電樞式
4、交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝×10－2 T，線圈的面積S＝0.02 m2，匝數(shù)N＝400 匝，線圈總電阻r＝2 Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R＝8 Ω連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，線圈的轉(zhuǎn)速n＝ r/s.在t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場方向平行，則下列說法正確的是( )
圖4
A．交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢隨時(shí)間的變化關(guān)系是e＝8sin 100t(V)
B．交流電壓表的示數(shù)為8 V
C．從t＝0時(shí)刻開始線圈平面轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電阻的電荷量約為5.7×10－3 C
D．電阻R
5、上的熱功率為6.4 W
答案精析
1．B [由產(chǎn)生的交變電流圖象可知，t1時(shí)刻，電流是正最大值，說明線圈垂直切割磁感線，即線圈處于與磁感線方向平行位置．電流方向?yàn)閍→b→c→d→a，根據(jù)右手定則可判斷出對應(yīng)t1時(shí)刻線圈位置正確的是選項(xiàng)B.]
2．D [從t1到t3的過程，穿過線圈的磁通量變化量為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從t3到t4的過程，穿過線圈的磁通量變化量為BS，故通過電阻R的電荷量q＝n＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t3時(shí)刻產(chǎn)生的電動(dòng)勢大小為E0，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得E0＝n＝nBSω，可得＝BSω，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；線圈產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢有效值為E＝，由閉合電路歐姆定律可得，電流表的示數(shù)I＝＝，選項(xiàng)D正確．]
3．AD 4.BCD
5．C [磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝×10－2 T，線圈面積S＝0.02 m2，匝數(shù)N＝400，線圈總電阻r＝2 Ω，線圈的轉(zhuǎn)速n＝ r/s，故ω＝100 rad/s，交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢隨時(shí)間的變化關(guān)系是e＝NBSωcos ωt＝8cos 100t(V)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；交流電壓表顯示出的是路端電壓有效值，故示數(shù)為＝6.4 V，B項(xiàng)錯(cuò)誤；
從t＝0時(shí)刻轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電阻的電荷量為q＝＝
C＝4×10－3 C≈5.7×10－3 C，C項(xiàng)正確；電阻R上的熱功率P＝I2R＝2·R＝5.12 W，D項(xiàng)錯(cuò)誤．]
4
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