1、11 交变电流 必 做 部 分1如图所示图象中不属于交流电的有( )解析： 图 A、B、C 中 e的方向均发生了变化，故它们属于交流电，但不是按正弦函数规律变化的交流电答案： D2处在匀强磁场中的矩形线圈 abcd，以恒定的角速度绕 ab边转动，磁场方向平行于纸面并与 ab垂直在 t0 时刻，线圈平面与纸面重合(如图所示)，线圈的 cd边离开纸面向外运动若规定由a b c d a方向的感应电流为正，则能在下列图中反映线圈中感应电流 I随时间 t变化的图线是(如图)( )解析： 图示时刻， ab边和 cd边同时垂直切割磁感线，产生的感应电动势最大，此时感应电流最大，由右手定则，可判定电流方向由
2、a b c d a，为正方向，综上所述，正确答案为 C.答案： C3交流发电机在工作时的电动势 e Emsin t .若将线圈匝数、线圈面积都提高到原来的两倍，其他条件不变，则电动势变为( )A e2 Emsin t B e4 Emsin tC e Emsin t D e Emsin t12 142解析： 由电动势最大值表达式 Em NBS ， N、 S变为原来的两倍，则最大值变为4Em，故 B正确答案： B4如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知( )A此感应电动势的瞬时表达式为 e200 sin 0.02 tB此感应电动势的瞬时表达式
3、为 e200 sin 100 tC t0.01 s 时，穿过线圈的磁通量为零D t0.02 s 时，穿过线圈的磁通量的变化率最大答案： B5如图甲所示为一个矩形线圈 abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动线圈内磁通量随时间 t变化如图乙所示，则下列说法中正确的是( )A t1时刻线圈中的感应电动势最大B t2时刻 ab的运动方向与磁场方向垂直C t3时刻线圈平面与中性面重合D t4、 t5时刻线圈中感应电流的方向相同解析： t1时刻通过线圈的 最大，磁通量变化率 最小，此时感应电动势为零， tA错在 t2、 t4时刻感应电动势为 Em，此时 ab、 cd的运动方向均垂直于磁场方向，B
4、 正确 t1、 t3、 t5时刻 最大， 0，此时线圈平面垂直于磁场方向，称为中性面，C 正 t确 t5时刻感应电流为零，D 错故正确答案为 B、C.答案： BC6某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断( )A在 A和 C时刻线圈处于中性面位置B在 B和 D时刻穿过线圈的磁通量为零C从 A D时刻线圈转过的角度为 32D若从 O D时刻历时 0.02 s，则在 1 s内交变电流的方向改变 100次解析： 根据图象，首先判断出感应电流的数学表达式为 i Imsin t ，其中 Im是感3应电流的最大值， 是线圈旋转的角速度而且线圈是从中性面开
5、始旋转由 O到 D完成一次周期性变化，相应的线圈旋转一周线圈每旋转一周有两次经过中性面，经过中性面的位置时电流改变方向从图可知，在 O、 B、 D时刻感应电流为零，所以此时线圈恰好在中性面的位置，且穿过线圈的磁通量最大；在 A、 C时刻感应电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时穿过线圈的磁通量为零；从 A到 D时刻，线圈旋转 3/4周，转过的角度为 ；如果从 O到 D时刻历时 0.02 s，恰好为一个周期，所以 1 s内线圈转动 50个周期，32100次经过中性面，交变电流的方向改变 100次答案： CD7长为 a、宽为 b的矩形线圈，在磁感应强度为 B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的OO轴以
6、恒定的角速度 旋转设 t0 时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是( )A0,0 B0， BabC. ，0 D Bab， BabBab2解析： 实际上，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，产生交变电动势：e Emcos t Bab cos t .当 t0 时，cos t 1，虽然磁通量 0，但是电动势有最大值Em Bab根据法拉第电磁感应定律E n ， t可知当电动势为最大值时，对应的磁通量的变化率也最大，即 Em max Bab .( t)综上所述，正确选项为 B. 答案： B8.一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以恒定的角速度 转动从线圈平面与磁
7、场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照如图所示的余弦规律变化，则在 t 时刻( )32A线圈平面与磁场方向平行 B线圈中的电流最大C线圈所受的安培力为零 D穿过线圈的磁通量最大解析： 由 i t图象可以看出， t0 的时刻，感应电流达到最大值，线圈平面与中性面垂直经 t 的时间后，线圈转过的角度为 ，此时线圈平面与中性面32 t 324平行，即与磁感线垂直，穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电流最小为零，线圈所受安培力为零故正确选项为 C、D.答案： CD9.如图所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度B0.5 T，线圈匝数 n50，每匝线圈面积为 0.48 m2，转速为 150
8、 r/min，线圈在匀速转动过程中，从图示位置开始计时. 写出交变感应电动势瞬时值的表达式解析： 当线圈平面经过中性面时开始计时，则线圈在时间 t内转过的角度为 t ，于是瞬时感应电动势 e Emsint .其中 Em nBS .由题意知 n50， B0.5 T， rad/s5 rad/s， S0.48 m 2，2 15060Em nBS 500.50.485 V188 V，所以 e188 sin(5 t) V.答案： e188 sin(5 t) V10如图所示，在匀强磁场中有一个“ ”形导线框可绕 AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度 B T，线框 CD边长为 20 cm， CE、 DF 边
9、长均为 10 cm，转速为 50 r/s.52若从图示位置开始计时：(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)作出线框中感应电动势 e随时间 t变化关系的图象解析： (1)线框转动开始计时的位置为线圈平面与磁感线平行的位置，所以瞬时感应电动势 e Emcos t ，其中 Em BS ， B T，52S0.10.2 m 20.02 m 2， 2 n100 rad/s，所以 e10 cos 100 t V2(2)由感应电动势的瞬时值表达式可知峰值 Em10 V，周期 T 0.02 s，画出22图线如图所示答案： (1) e10 cos(100 t) V25(2) 选 做 部 分11线圈在匀强
10、磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动， t0 时，感应电动势为零，在 t0.3 s时，感应电动势达峰值 6 V已知线圈转动周期大于 0.3 s，则 t0.4 s时，感应电动势的可能值为 ( )A0 B6 VC3 V D3 V3解析： 由 t0 时的感应电动势为零可知，感应电动势的瞬时值表达式为e Emsint ， t0.3 s时感应电动势达到峰值 6 V，即 Em6 V,0.3 2 k 或20.3 2 k ，其中 k0,1,2，又 T0.3 s所以 可能为 rad/s或 5 32 53rad/s，故在 t0.4 s时，感应电动势的值可能为 e6 sin 0.4 V3 V或 e6 53 3sin
11、50.4 V0，应选 A、C.答案： AC12如图所示，矩形导线框 abcd的一半处在磁感应强度B0.1 T的足够大的匀强磁场中，线框 ab边长 10 cm， bc边长为20 cm，当线框以 ab边为轴，以角速度 20 /rad/s 匀速转动时，从图示时刻(线圈平面与磁场方向垂直)开始计时，它的磁通量 和线圈中的感应电动势 E随时间变化的图象可能正确的是( )解析： 从图示时刻到线圈转过 60Error!Error!的过程中，磁通量 Bab bc110 3 Wb不变化，之后，磁通量按照余弦规律变化， t 时刻，磁通12 T4量为零，故 A错误、B 正确；在 0 时间内，感应电动势始终为零，之后，感应电动势按T66照正弦规律变化， t 时刻，感应电动势达最大值 Em Babbc 410 2 V，故T4C错误、D 正确答案： BD
