PAGEPAGE6交變電流1．下列關于溝通發電機的敘述正確的是()A．溝通發電機將電能轉化為機械能B．溝通發電機由兩部分組成，即定子和轉子，線圈必需旋轉，成為轉子，這樣才能在線圈中產生溝通電C．溝通發電機線圈中產生溝通電，輸送到外電路也是溝通電D．在溝通發電機線圈轉動的過程中，線圈中的每一個邊都切割磁感線解析：選C溝通發電機將機械能轉化為電能，A錯誤；溝通發電機由兩部分組成，即定子和轉子，線圈既可以作為定子，也可以作為轉子，定子和轉子相對轉動就可以產生溝通電，B錯誤；溝通發電機線圈中產生溝通電，輸送到外電路也是溝通電，C正確；在溝通發電機線圈轉動的過程中，并不是線圈的每一條邊都切割磁感線，D錯誤。2．一閉合矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO′勻速轉動，線圈平面位于圖甲所示的勻強磁場中。通過線圈的磁通量Φ隨時間t的變更規律如圖乙所示，下列說法正確的是()A．t1、t3時刻通過線圈的磁通量變更率最大B．t1、t3時刻線圈中感應電流方向變更C．t2、t4時刻通過線圈的磁通量最大D．t2、t4時刻線圈中感應電動勢最小解析：選Bt1、t3時刻通過線圈的磁通量Φ最大，磁通量變更率為零，此時感應電動勢、感應電流均為零，線圈中感應電流方向變更，選項A錯誤，選項B正確；t2、t4時刻通過線圈的磁通量為零，磁通量的變更率最大，即感應電動勢最大，選項C、D錯誤。3．[多選]某線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動，產生交變電流的圖像如圖所示，由圖中信息可以推斷()A．在A和C時刻線圈處于中性面位置B．在B和D時刻穿過線圈的磁通量為零C．從A→D時刻線圈轉過的角度為eq\f(3,2)πD．若從O→D時刻歷時0.02s，則在1s內交變電流的方向變更100次解析：選CD由題圖可知，在O、B、D時刻感應電流為零，所以此時線圈恰好在中性面位置，穿過線圈的磁通量最大；在A、C時刻感應電流最大，線圈處于和中性面垂直的位置，此時穿過線圈的磁通量為零。故A、B錯誤。從A到D時刻，線圈旋轉eq\f(3,4)周，轉過的角度為eq\f(3,2)π；假如從O到D時刻歷時0.02s，線圈轉動1周，則1s內線圈轉動50周，100次經過中性面，交變電流的方向變更100次。故C、D正確。4．一矩形線圈abcd如圖所示，已知ab邊長為l1，bc邊長為l2，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω從圖示位置起先勻速轉動，則t時刻線圈中的感應電動勢為()A．0.5Bl1l2ωsinωt B．0.5Bl1l2ωC．Bl1l2ωsinωt D．Bl1l2ω解析：選D因為起先時刻線圈平面與磁感線平行，即線圈從垂直于中性面的位置起先運動，所以起先時刻線圈中感應電動勢最大，為Em＝Bl1l2ω，感應電動勢的表達形式應為余弦函數形式。因此在t時刻線圈中的感應電動勢為Bl1l2ωcos5．[多選]如圖所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉動。當線圈平面轉到圖示位置與磁場方向平行時()A．線圈繞P1轉動時的電流等于繞P2轉動時的電流B．線圈繞P1轉動時的電動勢小于繞P2轉動時的電動勢C．線圈分別繞P1和P2轉動時的電流的方向相同，都是a→d→c→bD．線圈繞P1轉動時dc邊受到的安培力大于繞P2轉動時dc邊受到的安培力解析：選AC產生交變電流的條件是軸和磁感線垂直，與軸的位置和線圈形態無關，線圈abcd分別繞軸P1、P2轉動，轉到圖示位置時產生的電動勢E＝NBSω，由I＝eq\f(E,R總)可知，此時I相等，故選項A正確，選項B錯誤；由右手定則可知，電流方向為a→d→c→b，故選項C正確；dc邊受到的安培力F＝BldcI，故F一樣大，選項D錯誤。6．如圖所示，在水平勻強磁場中一矩形閉合線圈繞OO′軸勻速轉動，若要使線圈中的電流峰值減半，不行行的方法是()A．只將線圈的轉速減半B．只將線圈的匝數減半C．只將勻強磁場的磁感應強度減半D．只將線圈的邊長減半解析：選B由Im＝eq\f(Em,R)，Em＝NBSω，ω＝2πn得Im＝eq\f(NBS·2πn,R)，故A、C可行；電阻R與匝數有關，當匝數減半時電阻R也隨之減半，則Im不變，故B不行行；當線圈的邊長減半時，面積S減為原來的eq\f(1,4)，而電阻減為原來的eq\f(1,2)，故D可行。7．一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變更的圖像如圖所示，則下列說法正確的是()A．t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時刻，Φ的變更率為零C．t＝0.02s時刻，感應電動勢達到最大D．從t＝0.01s時刻至t＝0.04s時刻線圈轉過的角度是eq\f(3,2)π解析：選D由題圖可知，t＝0、t＝0.02s、t＝0.04s時刻線圈平面位于中性面位置，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，故E＝0；t＝0.01s、t＝0.03s、t＝0.05s時刻線圈平面與磁感線平行，Φ最小，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，故E最大；從t＝0.01s時刻至t＝0.04s時刻線圈旋轉eq\f(3,4)周，轉過的角度為eq\f(3,2)π。故A、B、C錯誤，D正確。8．一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變更的圖像如圖甲所示，則下列說法正確的是()A．t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時刻，Φ的變更率達到最大C．t＝0.02s時刻，溝通電動勢達到最大D．該線圈相應的溝通電動勢圖像如圖乙所示解析：選B由題圖甲知，當t＝0時，Φ最大，說明線圈平面與中性面重合，故選項A錯誤；當t＝0.01s時，Φ＝0，Φ-t圖像的切線斜率最大，即Φ的變更率eq\f(ΔΦ,Δt)最大，故選項B正確；當t＝0.02s時，Φ也最大，溝通電動勢為零，故選項C錯誤；由以上分析可知，選項D錯誤。9．[多選]在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉軸勻速轉動，如圖甲所示，產生的交變電動勢的圖像如圖乙所示，則()A．t＝0.005s時穿過線框的磁通量變更率為零B．t＝0.01s時線框平面與中性面重合C．線框產生的交變電動勢的最大值為311VD．線框產生的交變電動勢的最大值為622V解析：選BC由題圖乙可知，該交變電動勢的瞬時值表達式為e＝311sin100πt(V)。t＝0.005s時感應電動勢最大，穿過線框的磁通量變更率最大，選項A錯誤；t＝0.01s時交變電動勢為零，穿過線框的磁通量最大，線框平面與中性面重合，選項B正確；交變電動勢的最大值為311V，選項C正確，選項D錯誤。10．大型發電機幾乎都是旋轉磁極式發電機，如圖所示為其原理簡圖。豎直平面內閉合線圈abcd固定不動，磁鐵繞圖中的虛線旋轉，線圈中就會產生感應電流。若條形磁鐵以10πrad/s的角速度勻速轉動，且圖示時刻N極正在向里轉?，F以圖示時刻為計時起點，則下列推斷正確的是()A．該發電機產生的交變電流頻率是10HzB．t＝0時線圈中的電流方向為abcdaC．t＝0.5s時線圈中的電流方向發生變更D．t＝0.5s時線圈中的電流最小解析：選B條形磁鐵以10πrad/s的角速度勻速轉動，則該溝通電的頻率f＝eq\f(ω,2π)＝5Hz，故A錯誤；由題圖可知，在t＝0時刻穿過線圈的磁通量為0，結合溝通電產生的特點可知，t＝0時刻該溝通電的瞬時值最大，由題圖可知下一時刻穿過線圈的磁通量的方向向里，由楞次定律可知，此時線圈中的電流方向為abcda，故B正確；該溝通電的周期T＝eq\f(1,f)＝0.2s，當t＝0.5s＝2．5T時，線圈處于與中性面垂直的位置，電流值仍舊為最大值，不會變更方向，故C、D錯誤。11．如圖所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一個匝數為N的矩形線圈abcd，線圈面積為S，ab邊與磁場方向垂直且始終與金屬滑環K相連，cd邊與金屬滑環L相連。現使矩形線圈以恒定角速度ω從圖示位置繞過ad、bc中點的軸勻速轉動。下列說法正確的是()A．線圈中產生的交變電流按正弦規律變更B．線圈轉動的角速度越大，通過電阻R的電流越小C．線圈平面與磁場平行時，瞬時感應電動勢最大，為Em＝NBSωD．線圈每轉過半圈，穿過線圈平面的磁通量變更量為零解析：選C起先時，線圈平面與磁感線平行，線圈中產生的交變電流按余弦規律變更，選項A錯誤；由法拉第電磁感應定律可知，線圈轉動的角速度越大，產生的交變電動勢最大值越大，由歐姆定律可知通過電阻R的電流越大，選項B錯誤；線圈平面與磁場平行時，穿過線圈的磁通量為零，磁通量變更率最大，感應電動勢最大，為Em＝NBSω，選項C正確；線圈每轉過半圈，穿過線圈平面的磁通量變更量為2BS，選項D錯誤。12．如圖所示，在勻強磁場中有一個“π”形導線框，可繞AB軸轉動。已知勻強磁場的磁感應強度B＝eq\f(5\r(2),π)T，線框相鄰兩邊相互垂直，其中CD邊長為20cm，CE、DF長均為10cm，角速度為100πrad/s。若從圖示CEFD平面平行磁場位置起先計時：(1)寫出線框中感應電動勢的瞬時值表達式；(2)求出由圖示位置轉過30°過程中線框產生的平均電動勢；(3)作出線框中感應電動勢隨時間變更的e-t圖像。解析：(1)線框轉動，起先計時的位置為線框平面與磁感線平行的位置，CD邊長l1＝20cm，CE、DF邊長l2＝10cm，在t時刻線框轉過的角度為ωt，此時刻e＝Bl1l2ωcosωt其中B＝eq\f(5\r(2),π)T，l1×l2＝0.1×0.2m2＝0.02m故線框感應電動勢瞬時值表達式e＝eq\f(5\r(2),π)×0.02×100πcos100πt(