第2节 交变电流的产生 (分值:100分) 选择题1~9题,每小题10分,共90分。 对点题组练 题组一 交流发电机 正弦式交变电流的产生原理 1.如图所示,在水平向右的匀强磁场中,一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线框通过电刷、滑环、导线等与定值电阻组成闭合回路。t1、t2时刻线框分别转到图甲(线框平面与磁感线平行)、乙(线框平面与磁感线垂直)所示的位置,下列说法正确的是 ( ) t1时刻穿过线框的磁通量最大 t1时刻电阻中的电流最大,方向从右向左 t2时刻穿过线框的磁通量变化最快 t2时刻电阻中的电流最大,方向从右向左 2.交流发电机发电示意图如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是 ( ) 转到图甲位置时,通过线圈的磁通量变化率最大 转到图乙位置时,线圈中产生的感应电动势为零 转到图丙位置时,线圈中产生的感应电流最大 转到图丁位置时,AB边中感应电流方向为A→B 题组二 正弦式交变电流的变化规律 3.交流发电机工作时电动势为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e'变为 ( ) Emsin 2Emsin Emsin 2ωt sin 2ωt 4.如图所示,KLMN是一个竖直的矩形导线框,全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中,线框面积为S,MN边水平,线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角达到30°的时刻(图示位置),导线框中产生的瞬时电动势e的大小和线框中感应电流的方向分别为(已知线框按俯视的逆时针方向转动) ( ) BSω,电流方向为KNMLK BSω,电流方向为KNMLK BSω,电流方向为KLMNK BSω,电流方向为KLMNK 5.(多选)如图所示,一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,转动过程中线框产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=0.5sin 20tV,由该表达式可推知的物理量有 ( ) 匀强磁场的磁感应强度 线框的面积 穿过线框的磁通量的最大值 线框转动的角速度 题组三 正弦式交变电流的图像 6.如图甲所示,交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,穿过该线圈的磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示。已知线圈匝数为20匝,则下列说法正确的是 ( ) 线圈转动的角速度为2 rad/s 1.5 s时线圈所在平面与中性面垂直 100 s内线圈中电流方向改变50次 感应电动势的最大值为4π V 7.(多选)(2024·福建漳州市高二统考期末)图甲是交流发电机的示意图。两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场。矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动,线圈ABCD通过金属滑环K、L及两个导体电刷E、F与外电路连接。从t=0时刻开始计时,交流发电机产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。则 ( ) t=0时刻,线圈位置如图甲所示 t=0时刻,电流表示数为22 A t=0时刻,穿过线圈的磁通量为零 线圈中产生交变电流的瞬时值表达式为i=22 sin100πt A 综合提升练 8.图甲为交流发电机的示意图,磁场可视为水平方向的匀强磁场,电阻R=5 Ω,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示,不计线圈电阻。以下判断正确的是 ( ) t=0.01 s时,穿过线圈平面的磁通量等于零 电流表的示数为2 A 线圈转动的角速度为π rad/s t=0.02 s时,电刷P的电势高于电刷Q的电势 9.交流发电机模型如图所示。矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴OO'匀速转动,其角速度ω=π rad/s。线圈转动过程中,某时刻线圈平面与磁场垂直,取此时刻为计时起点,下列说法正确的是 ( ) t=0时,穿过线圈的磁通量最大,产生的电流也最大 t=0.5 s时,穿过线圈的磁通量为零,产生的电流最小 图中交流电流表在t=0与t=0.5 s两个时刻示数相同 t=0.5 s时,AB与CD边所受安培力相同 10.(10分)如图,为一交流发电机的原理示意图。矩 ... ...
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