1、1第五章 第 1 节 交变电流课后强化演练一、选择题1(2017陕西模拟)关于交变电流与直流电的说法中，不正确的是( )A如果电流大小做周期性变化，则不一定是交变电流B直流电的大小可以变化，但方向一定不变C交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化解析：交变电流与直流电的区别是电流方向是否发生变化，如果电流大小做周期性变化而电流方向不变，则为直流电，A 选项正确；直流电的大小可以变化，但方向一定不变，B 选项正确；交流电的衡量标准是电流方向是否发生变化，如果电流的方向发生变化，就是交流电，交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化，不一定是按正弦或
2、余弦规律变化的，C 选项错误，D 选项正确答案：C2.(多选)如图所示，电阻为 r 的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度 100 rad /s 匀速转动 t0 时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则( )A t0 时刻线圈中的感应电动势最大B1 s 内电路中的电流方向改变 100 次C滑片 P 下滑时，电压表的读数变大D开关 K 处于断开状态和闭合状态时，电流表的读数相同解析： t0 时刻线圈处于中性面，感应电动势为零，A 选项错误；交变电流的周期T 0.02 s，一个周期内电流方向改变两次，故 1 s 内电流方向改变 100 次，B 选项2正确；滑片 P 下滑时，电阻变
3、大，电压表的示数变大，C 选项正确；开关 K 闭合时，交变电流流过电容器，电流表示数增大，D 选项错误答案：BC3(2017项城市模拟)某小型旋转电枢式发电机所产生的交流电电动势最大值为 110 V、频率为 60 Hz，要使它产生的电动势最大值变为 220 V、频率变为 50 Hz，需要调整线2圈的转速 n、匝数 N 或磁感应强度的大小 B.下列调整合适的是( )A使 n 变为原来的 1.2 倍， B 变为原来的 2 倍， N 变为原来的 1.2 倍B使 n 变为原来的 ， B 变为原来的 倍， N 变为原来的 2 倍56 56C使 n 变为原来的 ， N 变为原来的 2 倍， B 不变56D
4、使 n 变为原来的 ， N 变为原来的 2.4 倍， B 不变56解析：根据交变电流产生原理可知，电动势最大值 Em NBS NBS2 n，使 n 变为原来的 1.2 倍， B 变为原来的 2 倍， N 变为原来的 1.2 倍，电动势的最大值变为原来的2.88 倍，A 选项不符合题意；同理，使 n 变为原来的 ， B 变为原来的 倍， N 变为原来的 256 56倍，电动势的最大值变为原来的 倍，B 选项不符合题意；使 n 变为原来的 ， N 变为原来2518 56的 2 倍， B 不变，电动势的最大值变为原来的 倍，C 选项不符合题意；使 n 变为原来的 ，53 56N 变为原来的 2.4
5、倍， B 不变，感应电动势的最大值变为原来的 2 倍，即 220 V，根据f n 可知，频率原来为 60 Hz，现在为 50 Hz，D 选项正确答案：D4线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断( )A在 A 和 C 时刻，线圈处于中性面位置 B在 B 和 D 时刻，穿过线圈的磁通量为零C从 A 到 D 时间内，线圈转过的角度为 32D1 s 内交变电流方向改变 50 次解析：根据交变电流的产生规律可知，线圈处于中性面位置时，感应电流为零，穿过线圈的磁通量最大，线圈垂直于中性面位置时，感应电流最大，穿过线圈的磁通量为零，故在 A 和 C 时刻，
6、线圈处于垂直中性面位置，在 B 和 D 时刻，穿过线圈的磁通量最大，A、B 选项错误；从 A 到 D 时间内线圈转过 个周期，转过的角度为 ，C 选项正确；周期34 32T0.02 s,1 s 内交变电流方向改变 100 次，D 选项错误答案：C35(多选)(2017鹤岗模拟)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时，产生了交变电流，下列说法正确的是( )A当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D线框经过中性面时，各边不切割磁感线解析：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速
7、转动，产生正弦式交流电；线圈位于中性面时，磁通量最大，线圈各边不切割磁感线，感应电动势为零，A 选项错误，D 选项正确；当线圈平面与磁感线平行时，磁通量为零，根据法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，B 选项错误；每当线圈经过中性面时，感应电流的方向一定会改变一次，在一个周期内交流电的方向会改变两次，C 选项正确答案：CD6(多选)如图所示是小型交流发电机的示意图，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，线圈的匝数为 n、电阻为 r，外接电阻为 R，交流电流表 A.线圈从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始转过 时的感应电流为 I.下列说法中正确的 3有(
8、 )A流过电阻的最大电流为 2IB转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为2I R rnC从图示位置开始转过 的过程中，通过电阻 R 的电荷量为 2 2ID线圈转动一周的过程中，通过电阻 R 的电荷量为8I解析：线圈绕轴匀速转动，产生感应电动势的最大值为 Em NBS ，从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时感应电流的瞬时值为 i Imcost ， t 时， i I，则 3Im2 I，A 选项正确；转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值 m BS ，B 选项正确；根据法拉第电磁应定律可知，从Emn Im R rn 2I R rn4图示位置开始转过 的过程中，通过电阻 R 的电荷量 q t n t
9、 n n 2 I tR r R r ，C 选项正确；线圈转动一周的过程中，磁通量的变化量为零，通过电阻Em R r n 2IR 的电荷量为零，D 选项错误答案：ABC二、非选择题7如图所示，矩形线圈 100 匝， ab30 cm， ad20 cm，匀强磁场磁感应强度B0.8 T，绕轴 OO从图示位置开始匀速转动，角速度 100 rad/s，试求：(1)穿过线圈的磁通量最大值 m是多少？线圈转到什么位置时取得此值？(2)线圈产生的感应电动势最大值 Em是多少？线圈转到什么位置时取得此值？(3)写出感应电动势 e 随时间变化的表达式解析：(1)根据交变电流的产生规律可知，当线圈平面与中性面平行时，
10、穿过线圈的磁通量最大值为 m BS0.80.30.2 Wb0.048 Wb.(2)当线圈平面垂直于中性面时，感应电动势的最大值为Em NBS 1000.80.30.2100 V480 V.(3)分析示意图可知，线圈是从垂直于中性面开始计时，瞬时值表达式为e Emcos100 t480cos100 t(V)答案：(1)线圈平面与中性面平行时， m0.048 Wb (2)线圈平面垂直于中性面时，Em480 V (3) e480cos100 t (V)8如图甲是一种自行车上照明用的车头灯，图乙是这种车头灯发电机的结构原理图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮电枢线圈绕在固定的 U
11、形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦交变电流，给车头灯供电已知自行车车轮半径 r35 cm，摩擦小轮半径 r01.00 cm.线圈有 N800 匝，线圈5框横截面积 S20 cm2，总电阻 R140 .旋转磁极的磁感应强度 B0.010 T，车头灯电阻 R210 .当车轮转动的角速度 8 rad/s 时，求：(1)发电机磁极转动的角速度；(2)车头灯中电流的最大值解析：(1)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，故有： 0r0 r， 0 8 rad /s280 rad /s. rr0 0.350.01(2)摩擦小轮带动磁极转动，线圈产生的感应电动势最大值为Em NBS 08000.0102802010 4 V4.48 V.所以通过车头灯电流的最大值为Im A89.6 mA.EmR1 R2 4.4840 10答案：(1)280 rad/s (2)89.6 mA
