第2节 交变电流的产生 A级 必备知识基础练 1.(多选)某小型发电机产生的感应电动势为e=50sin100πt V。对此电动势,下列表述正确的有( ) A.最大值是50 V B.频率是100 Hz C.有效值是25 V D.周期是0.02 s 2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,从中性面开始转动180°角的过程中,平均感应电动势和最大感应电动势之比为( ) A. B. C.2π D.π 3.交流发电机在工作时电动势为e=Emsin ωt,若将发电机的转速提高一倍,同时将电枢所围面积减小一半,其他条件不变,则其电动势变为( ) A.e'=Emsin B.e'=2Emsin C.e'=Emsin 2ωt D.e'=sin 2ωt 4. 线框在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向),当转到如图所示位置时,磁通量和感应电动势大小的变化情况是( ) A.磁通量和感应电动势都在变大 B.磁通量和感应电动势都在变小 C.磁通量在变小,感应电动势在变大 D.磁通量在变大,感应电动势在变小 5.(多选)一矩形金属线圈,绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的规律如图所示,下列说法正确的是( ) A.此交变电流的频率为10 Hz B.此感应电动势的有效值为 V C.t=0.1 s时,线圈平面与磁场方向垂直 D.在线圈平面与磁场方向成30°角时,感应电动势的大小为1 V 6.(多选)图甲、乙分别表示两种电压的波形,其中甲电压按正弦规律变化。下列说法正确的是( ) A.甲表示交变电流,乙表示直流电流 B.两种电压的有效值相等 C.甲电压的瞬时值表达式为u=311sin100πt V D.甲交变电流的有效值比乙交变电流的有效值大 7.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OO'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的变化图像如图乙所示,若外接电阻R=70 Ω,线圈电阻r=10 Ω,求: (1)线圈的角速度; (2)通过线圈的最大电流; (3)电压表的示数。 B级 关键能力提升练 8.(2023福建莆田第一中学期末)如图为交流发电机的示意图,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动,发电机的电动势随时间的变化规律为e=311sin 100πt(V)。下列说法正确的是( ) A.此交变电流的频率为100 Hz B.此交流电动势的有效值为311 V C.当线圈平面转到图示位置时产生的电动势最大 D.当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率为零 9.(多选)在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,如图甲所示,产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示,则下列说法正确的是( ) A.t=0.01 s时穿过线框的磁通量最小 B.该线圈转动的角速度大小为π rad/s C.该感应电动势的瞬时值表达式为e=22sin100πt V D.线框平面与中性面的夹角为45°时,电动势瞬时值为22 V 10. 有一10匝正方形线框,边长为20 cm,线框总电阻为1 Ω,线框绕OO'轴以10πrad/s的角速度匀速转动,如图所示,垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T。该线框产生的交变电流电动势最大值为 V、电流最大值为 A;线框从图示位置转过60°时,感应电动势的瞬时值为 V。(=1.732) 11.如图所示,边长分别为10 cm和20 cm的矩形线圈,匝数为100,阻值为5 Ω,在匀强磁场中绕垂直磁场方向的OO'轴匀速转动,已知匀强磁场的磁感应强度B= T,线圈转动的角速度为ω=100π rad/s,线圈和阻值为R=15 Ω的电阻相连接。 (1)开关S断开时,求理想电压表的示数。 (2)开关S闭合时,电阻正常工作,求电阻的额定功率。 12.在水平方向的匀强磁场中,有一个正方形闭合线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动,已知线圈的匝数为N=100,边长为20 cm,电阻为10 Ω,转动频率f=50 Hz,磁场的磁感应强度为0.5 T,求: (1)外力驱动线圈转动的功率; (2)当线圈转至线圈平面与中性面的夹角为30°时,线圈产生的感应电动势及感应电流的大小; (3)线圈由中性面转至与中性面成30°角的过程中, ... ...
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