3.1 交变电流的产生知识点题库

如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P₁和P₂以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )

A . 线圈绕P₁转动时的电流等于绕P₂转动时的电流 B . 线圈绕P₁转动时的电动势小于绕P₂转动时的电动势 C . 线圈绕P₁和P₂转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d D . 线圈绕P₁转动时cd边受到的安培力大于绕P₂转动时cd边受到的安培力

如图所示，一个单匝矩形线圈长为a，宽为b，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，绕OO'轴以角速度匀速转动。从图示位置开始计时，经过时间t时感应电动势为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（　　）

A . t=0时刻线圈平面与中性面垂直 B . 每秒钟内电流方向改变100次 C . 灯泡两端的电压为22V D . 0～0.01s时间内通过灯泡的电量为0

在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，当线框的转速为n₁时，产生的交变电动势的图线为甲，当线框的转速为n₂时，产生的交变电动势的图线为乙．则（）

A . t=0时，穿过线框的磁通量均为零 B . 当t=0时，穿过线框的磁通量变化率均为零 C . n₁：n₂=3：2 D . 乙的交变电动势的最大值是 $\text{[math]}$ V

三个相同的电阻，分别通过如图甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I₀和周期T相同．下列说法中正确的是（）

A . 在相同时间内三个电阻发热量相等 B . 在相同时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2倍 C . 在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的 $\text{[math]}$ D . 在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小

如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R_t为热敏电阻，R为定值电阻．下列说法正确的是（）

A . 副线圈两端电压的瞬时值表达式为u′=9 $\text{[math]}$ sin50πt（V） B . t=0.02s时电压表V₂的示数为9V C . 变压器原、副线圈中的电流之比和输入、输出功率之比均为1：4 D . R_t处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V₂的示数不变

教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U ， R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的 $\text{[math]}$ ，则（）

A . R消耗的功率变为 $\text{[math]}$ B . 电压表V的读数变为 $\text{[math]}$ C . 电流表A的读数变为2I D . 通过R的交变电流频率不变

如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数N＝100匝、边长为10 cm、线圈总电阻为10 Ω，线圈绕OO′轴在B＝0.5 T的匀强磁场中匀速转动，每分钟转1 500转，求线圈从图示位置转过30°时，感应电动势的值是多少？

如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，ab边和cd边的长度L₁=50cm，bc边和ad边的长度L₂=20cm，匝数n=100匝，线圈的总电阻r=10Ω，线圈位于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以角速度ω=400rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。

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（1）从线圈经过图示位置开始计时，写出电阻R两端电压随时间变化的函数关系式；
（2）从线圈经过图示位置开始计时，写出ab边所受安培力大小随时间变化的函数关系式；
（3）求维持线圈匀速转动1圈，所需外力做的功W。（保留三位有效数字）

矩形线圈在磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50V，那么该线圈由图所示位置转过30°，线圈中的感应电动势大小为（）

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A . 50V B . 25V C . 25 $\text{[math]}$ V D . 10V

如图所示，某交流发电机的线圈共 $\text{[math]}$ 匝，面积为 $\text{[math]}$ ，内阻为 $\text{[math]}$ ，线圈两端与电阻 $\text{[math]}$ 构成闭合回路。当线圈在磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场中，以角速度 $\text{[math]}$ 绕轴 $\text{[math]}$ 匀速转动时，下列说法正确的是（）

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A . 线圈产生的感应电动势的有效值 $\text{[math]}$ B . 从图示位置转过 $\text{[math]}$ 的过程中，通过电阻R的电荷量 $\text{[math]}$ C . 线圈经过中性面时，感应电流达到最大值 D . 线圈中的电流每经过时间 $\text{[math]}$ 方向改变一次

如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为 $\text{[math]}$ ，宽度为 $\text{[math]}$ ，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速运动，沿转轴OO′方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t=0时刻线圈平面与磁感线平行。

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（1）写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）求线圈从t=0位置开始到转过90°的过程中的平均感应电动势；
（3）求线圈从t=0位置开始到转过60°时的瞬时电流。

如图甲所示，一匝数为100（匝）、边长为0.5m的正方形线圈在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中绕转轴OO'以角速度311rad/s匀速转动，产生的交变电流直接给图乙的电路供电。图乙中的变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为10：1，副线圈接有定值电阻和电容器，所有电表均为理想电表，不计正方形线圈的电阻，下列说法正确的是（　　）

A . 当线圈平面与磁场垂直时，电压表的示数为0 B . 若电容器的击穿电压为350V，则电容器不会被击穿 C . 若线圈的转速增加一倍，其他条件均不变，则电流表A₁的示数不变 D . 若线圈的转速增加一倍，其他条件均不变，则电流表A₁的示数也增加一倍

小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的关系是正弦函数。将发电机与一个标有“6 V、6 W"的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻。当线圈的转速为n=5 r/s 时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时值表达式为( )

A . i= sin 5t(A) B . i= sin 10πt( A) C . i= $\text{[math]}$ sin 5t(A) D . i= $\text{[math]}$ sin 10πt( A)

由半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，经常用于火警报警装置。如图甲所示是一火警报警器的电路示意图，理想变压器原线圈接入图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻 $\text{[math]}$ 及报警器P（有内阻）组成闭合电路，流过报警器P的电流超过 $\text{[math]}$ 时就会发出警报声。则以下判断正确的是（）

A . 变压器原线圈两端交变电压 $\text{[math]}$ B . 当R_T所在处出现火情时，变压器输入功率增大 C . 当R_T所在处出现火情时，电压表示数增大 D . 在 $\text{[math]}$ 时，电流表示数为0

为做好疫情防控供电准备，防控指挥中心为医院设计的备用供电系统输电电路简图如图甲所示，交流发电机的矩形线圈匝数为 $\text{[math]}$ ，在匀强磁场中以 $\text{[math]}$ 为轴匀速转动，穿过线圈的磁通量 $\text{[math]}$ 随时间t的变化图像如图乙所示，矩形线圈与变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接入到医院为医疗设备供电，线圈、导线的电阻均不计，变压器为理想变压器，额定电压为220V的医疗设备恰能正常工作，下列说法正确的是（）

A . 电压表的示数为 $\text{[math]}$ B . 从 $\text{[math]}$ 开始计时，变压器原线圈两端的电压 $\text{[math]}$ C . 变压器的原、副线圈匝数比为5：11 D . 假如给变压器输入端接入电压 $\text{[math]}$ 的直流电，医疗设备也能正常工作

如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕 $\text{[math]}$ 轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度 $\text{[math]}$ 做匀速转动，从图示位置开始计时，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是（）

A . 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 $\text{[math]}$ B . 矩形线圈从图示位置经过 $\text{[math]}$ 时间时，通过电流表的电荷量为0 C . 当P位置不动、R增大时，电压表读数也增大 D . 当P位置向上移动、R不变时，电流表读数变大

如图所示，空间中分布着磁感应强度大小为B的匀强有界磁场，EF是其左边界，一面积为S的n匝圆形金属线框垂直于磁场放置，圆形线圈的圆心O在EF上，若线框以角速度ω绕EF匀速转动，并从图示位置开始计时，则（）

A . t= $\text{[math]}$ 时，线框中的感应电流最小 B . t= $\text{[math]}$ 时，穿过线框的磁通量最大 C . 线框中产生的交变电动势的最大值为nBSω D . 线框中产生的交变电动势的有效值为 $\text{[math]}$ nBSω

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 $\text{[math]}$ 随时间t的变化规律如图乙所示。线圈匝数为10匝，电流表A为理想电流表。则（）

A . 1分钟内电流方向改变60次 B . $\text{[math]}$ 时感应电动势最大 C . $\text{[math]}$ 时电流表示数为零 D . 线圈感应电动势的最大值为2V

图甲为交流发电机的示意图，图乙为线圈匀速转动时产生的交流电压u随时间t变化图像，下列判断正确的是（）

A . 交流电压有效值为220V B . 线圈每秒钟转动100圈 C . 线圈转动的角速度为 $\text{[math]}$ D . 图甲中的线圈处于中性面位置

3.1 交变电流的产生 知识点题库

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