3.1 交变电流的产生知识点题库

一理想变压器原、副线圈匝数比n₁:n₂=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10 $\text{[math]}$ 的电阻。则

A . 流过电阻的电流是20 A B . 与电阻并联的电压表的示数是100 $\text{[math]}$ V C . 经过1分钟电阻发出的热量是6×10³J D . 变压器的输入功率是1×10³W

发电机的转子在匀速转动过程中，下列物理量没有发生改变的有（　　）

A . 穿过线圈的磁通量 B . 线圈中产生的感应电动势 C . 闭合回路中的电流 D . 闭合回路中电流变化的周期

如图所示三相对称电路中，当开关S₁ ， S₂都闭合时，电流表读数均为10A；当S₁断开，S₂闭合时，A₁=，A₂=，A₃=．

一交变电流的图象如图所示，由图可知（　　）

A . 该交流电的周期是0.02S B . 该交流电流最大值为

A C . 该交流电流的频率为0.01Hz D . 用电流表测该电流其示数为10A

如图是一正弦式交变电流的电流图象．电流的最大值和周期分别为（　　）

A . 10

A，0.02 s B . 10A，0.02 s C . 10

A，0.01 s D . 10A，0.01 s

图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断中错误的是（　　）

A . 线圈转动的角速度为50πrad/s B . 电流表的示数为10A C . 0.01s时线圈平面与磁感线平行 D . 0.02s时电阻R中电流的方向自左向右

如图所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图所示的电流，则( )

A . 在t1到t2时间内，甲乙相斥 B . 在t2到t3时间内，甲乙相吸 C . t1时刻两线圈间作用力为零 D . t2时刻两线圈间吸引力最大

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，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则（）

A . t=0.005s时线框的磁通量变化率最大 B . t=0.01s时线框平面与中性面重合 C . 线框产生的交变电动势有效值为220V D . 线框产生的交变电动势的频率为100Hz

矩形金属线框共100匝，绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的规律如图所示，线圈转动的角速度为rad/s，线圈产生的感应电动势的最大值为V．

如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原副线圈的匝数比为1：10的理想变压器为一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22W．现闭合开关，灯泡正常发光．则（）

A . t=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零 B . 交流发电机的转速为50r/s C . 变压器原线圈中电流表示数为1A D . 灯泡的额定电压为220 $\text{[math]}$ V

如图所示，一个矩形线圈在匀强磁场中绕 $\text{[math]}$ 轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，初始状态时线圈平面与磁场方向平行。线圈匝数 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ，长 $\text{[math]}$ ，宽 $\text{[math]}$ ，角速度 $\text{[math]}$ ，磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ 。线圈两端外接电阻 $\text{[math]}$ 的用电器和一个交流电流表。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。求：

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（1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内感应电流随时间变化的函数表达式；
（2）求线圈转动过程中电阻R的发热功率；

如图所示为交流发电机示意图，匝数为n＝100匝的矩形线圈，边长分别为10 cm和20 cm，内阻为5 Ω，在磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以50 $\text{[math]}$ rad/s的角速度匀速转动，线圈外部和20 Ω的电阻R相连接．求：

（1） S断开时，电压表的示数；
（2）开关S合上时，电压表和电流表的示数；
（3）通过电阻R的电流最大值是多少？电阻R上所消耗的电功率是多少？

如图所示为一交流发电机和交流电路模型，图中电流表的示数为1A，电阻R的阻值为2 Ω，线圈转动角速度ω＝100πrad/s。则从图示位置开始计时，电阻R两端交变电压的瞬时值表达式为（　　）

A . u＝2sin 100πt V B . u＝2cos 100πt V C . u＝2 $\text{[math]}$ sin 100πt V D . u＝2 $\text{[math]}$ cos 100πt V

如图为交流发电机电路原理图。一个总电阻为r、边长为L、匝数为N的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴 $\text{[math]}$ 以图示的角速度 $\text{[math]}$ 匀速转动，并通过电刷与外电路连通，外电路电阻为R。

（1）线圈平面从图示位置转过90°，求每匝线圈磁通量的变化量及感应电流方向；
（2）线圈转动一周的过程中，电阻R产生的焦耳热？

理想变压器原线圈接有理想交流电流表，副线圈接有两个电热器 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ ，其铭牌参数分别为“220V 1100W”和“220V 440W”，如图甲所示。若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压时，两电热器均正常工作，则下列说法正确的是（　　）

A . 变压器原线圈的输入电功率为1540W B . 变压器原、副线圈的匝数比为311：22 C . 原线圈输入电压为3110V D . 理想交流电流表的示数为7A

如图所示，矩形导线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场。电阻不计的线框通过电刷、导线与变压器原线圈构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以大小为 $\text{[math]}$ 的角速度匀速转动，已知线框匀速转动时产生的感应电动势最大值为E_m ，原，、副线圈的匝数比为1∶4，副线圈与电阻R、开关K及两个相同的灯泡相连。下列说法正确的是（）

A . 从图示中线框与磁感线平行的位置开始计时，线框中感应电动势表达式为 $\text{[math]}$ B . 副线圈上电压的有效值为 $\text{[math]}$ C . 开关K闭合后，电阻R两端电压升高 D . 保持开关K闭合，若线框转动角速度增大，灯泡的亮度不变

如图所示是一交变电流的 $\text{[math]}$ 图像，则该交流电电流的有效值为（）

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

如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为0.02s，转轴 $\text{[math]}$ 垂直于磁场方向，线圈电阻为 $\text{[math]}$ 。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A。那么任意时刻线圈中的感应电动势为（）

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

如图所示为手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同。已知发射，接收线圈匝数比 $\text{[math]}$ ， C、D端的输出电流 $\text{[math]}$ ，则关于A、B端输入电流的描述错误的是（）

A . 周期为 $\text{[math]}$ B . 频率为1kHz C . 最大值为 $\text{[math]}$ D . 有效值为0.2A

如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，边长 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，其匝数 $\text{[math]}$ 匝，总电阻 $\text{[math]}$ ，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D焊接在一起，并通过电刷和 $\text{[math]}$ 的定值电阻相连接。电路其余电阻不计。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度 $\text{[math]}$ ，在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴 $\text{[math]}$ 匀速转动，角速度 $\text{[math]}$ 。求：

（1）线圈中感应电动势的最大值 $\text{[math]}$ ；
（2）电阻 $\text{[math]}$ 两端电压的最大值 $\text{[math]}$ ；
（3）在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热 $\text{[math]}$ 。

3.1 交变电流的产生 知识点题库

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