交变电流的产生和变化规律

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1、教案交变流电一、交变电流的产生和变化规律例题分析1交流发电机在工作时的电动势为e=Emsint。若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（ ）（A）e=Emsint/2（B）e=2Emsint/2（C）e=Emsin2t（D）e=2Emsin2t2闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中产生的交变电流的瞬时值表达式为i=Imsint。保持其他条件不变，使线圈的匝数及转速都增加1倍，则电流的变化规律为（ ）（A）i=2Imsin2t（B）i=4Imsin2t（C）i=2Imsint（D）i=4Imsint3已知交流电的瞬时表达式为i=5sin50 tA，从t=0到第一

2、次出现最大值的时间是（ ）（A）1/100s（B）1/500s（C）1/150s（D）1/200s4交流发电机在工作时的电动势为e=E0sintV，若将其电枢的转速提高1倍，同时将电枢所围成面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为（ ）（A）e=E0sint/2V（B）e=2E0sint/2V（C）e=E0sin2tV（D）e=E0/2sin2tV50.01t/sO0.020.030.04如图所示，一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，则下列说法中正确的是（ ）（A）t=0时刻线圈平面与中性面垂直（B）t=0.01s时刻，磁通量的变化率最大（C）t=0.02s时刻，交流电动势达

3、到最大（D）0.02s到0.03s的时间内，交流电的电动势在增大6如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时（ ）（A）穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大（B）穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小（C）穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大（D）穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小7图（乙）abiitt1t2t3t4O图（甲）一长直导线通以如图（甲）所示的交变电流，在导线下有一断开的线圈如图（乙）所示，若规定电流从左向右为正，则相对b来说，a点电势最高的时刻在（ ）（A）t1时刻（B）t2时刻（C）t3时刻（D）t4时刻8图（甲）abcditt1t2t3t4O图（乙）

4、如图（甲）所示， 形金属导轨水平放置，导轨上跨接一根金属棒ab，与导轨构成闭合回路并能沿导轨自由移动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中通以图（乙）所示的交变电流规定电流方向自c向d为正，则ab受到向左的安培力的作用时间是（）（A）0t1（B）t1t2（C）t2t3（D）t3t49itt1t2t3t4O图（乙）iAB图（甲）如图（甲）所示，A、B是两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通以如图（乙）所示的电流，则（ ） （A）在t1到t2时间内A、B线圈互相吸引（B）在t2到t3时间内A、B线圈互相排斥（C）t1时刻两线圈间的作用力为零（D）t2时刻两线圈间的吸引力最大10t1t2t3

5、t4teOEm-Em一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，则下列说法正确的是（ ）（A）t1时刻通过线圈的磁通量为零（B）t1时刻通过线圈的磁通量绝对值最大（C）t2时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大（D）每当电动势e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都是最大abdcBOO11如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO在匀强磁场中匀速转动，=4rad/s，若已知ab=bc=20cm，匝数N=20，磁感应强度B=0.2T，求：（1）转动过程中电动势的最大值及位置；（2）从图示位置转过900过程中的平均电动势；（3）设线圈是闭合的

6、，总电阻R=10，线圈转动过程受到的电磁力矩的最大值及位置。12一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线圈，当线圈转动到中性面时开始计时，t1=1/60s，线圈中感应电动势为50V，当t2=1/30s时，线圈中感应电动势为50V，求：（1）感应电动势的最大值；（2）线圈转动的角速度大小；（3）线圈中感应电动势的瞬时值表达式。13abdcBOO如图所示，在匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈的面积为S，导线的电阻率是，线圈以转速n绕OO轴匀速转动，则线圈内最大电流为Im。现将线圈面积、磁感应强度、导线电阻率、转速同时增大到原来的2倍，则新线圈中电流的最大值是原来电流最大值的几倍？14一只矩

7、形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图所示，问：（1）t1、t2、t3、t4各时刻，线圈分别处于什么位置；（2）从t=0到t=t1时刻穿过线圈的磁通量变化率如何变化？从t= t1到t=t2时刻穿过线圈的磁通量变化率如何变化？（3）t=0、t1、t2、t3、t4各时刻哪个时刻线圈中感应电动势最大？在哪个时刻感应电动势方向要发生变化？t1t2t3t4tOm-m abdcR15一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻是2，外接电阻是R=8，线圈在磁感应强度是B=1/T的匀强磁场中以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示。若从

8、中性面开始计时，求：（1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（2）线圈从开始计时经过1/30s时，线圈中电流的瞬时值；（3）外电路电阻R两端的电压瞬时值的表达式。16有一正弦交变电压的变化规律为u=311sin314tV，若将一辉光电压是220V的氖管接上此正弦交变电压，则在1s时间内氖管发光的时间是多少？BR17一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴转动，切割磁感线的两边并通过导体圆环外接电阻R，线圈从如图所示位置开始以角速度匀速转动，则通过R的电流（ ）（A）大小和方向都不断地变化（B）方向不变，大小不断变化（C）变化的规律是i=Imsint（D）变化的规律是i=Imcosttu0-u0O图（乙

9、）u一个带电粒子以速度v0从长为L，间距为d的两平行金属板的中心a射入，并沿直线从b穿出，如图（甲）所示，若将两金属板接到交流电源上，交变电压随时间的变化规律如图（乙）所示，欲使该粒子仍能从b点以入射速度v0穿出，求：（1）该交变电压的周期应满足什么条件？（2）粒子从a点射入金属板的时刻应满足什么条件？abv0图（甲）uT/2T3T/2utu0-u0O图（乙）如图（甲）所示，A、B是真空中水平放置的间距为d的平行金属板，板长为L，两板间加电压后板间电场可视为匀强电场，图（乙）是一周期性变化的交变电压。在t=0时，将图乙的交变电压加在A、B两板，此时恰有一质量为m，电量为q的粒子在板间中央沿水平

10、方向以速度v0射入电场，若此粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出，求：（1）A、B两板上所加的交变电压的频率应满足的条件；（2）该交变电压的值U0的取值范围。（忽略粒子的重力）。abv0图（甲）二、表征交变电流的物理量有一个电容器，其耐压是250V，该电容器是否能接在220V的正弦交变电路上？为什么？有一电阻，加在它两段的电压为u=282sin314tV，实际消耗的功率是200W，求通过该电阻的交变电流的有效值和瞬时值。t/su/VO10-5T/2T一交变电压的变化图线如图所示，该交变电压的有效值是多少？Oitt1t2t3t4t5t6某交变电流的图象如图所示，则该交变电流的有效值为（

11、 ）（A）4A（B）4A（C）3.5A（D）6AOit图（乙）一交变电流正弦波如图（甲）所示，另一交变电流如图（乙）所示，它们的最大值和频率都相同，把这两种电流通入相同的电阻，则在相同的时间内，两电阻消耗的功率之比为（ ）（A）1：2（B）1：（C）1：1（D）1：4Ou1t图（甲）U-UOu2t图（乙）Um-Um在电阻R上分别加上如图（甲）所示和图（乙）所示的交变电压u1和u2，在较长的时间内，电阻R上产生的热量相等，电阻R的阻值变化可以忽略，则（ ）（A）交变电压u2的最大值Um等于U（B）交变电压u2的最大值Um等于U（C）交变电压u2的有效值等于U（D）交变电压u2的有效值等于UVAD

12、COOPQB 如图所示，将单匝正方形线圈ABCD的一半放入匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=1T，让它以边界OO为轴，以角速度=100rad/s匀速转动，在AB、CD的中点用电枢P、Q将电流输送给小灯泡，线圈边长L=0.2m，总电阻r=4。灯泡电阻R=2，不计P、Q接触电阻及导线电阻，求：（1）线圈转动过程中产生的最大感应电动势；（2）理想电压表的度数。ABCDFE如图所示，在匀强磁场中，有一个“”形导线框可绕AB轴转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B=5/T，线框的边长CD=20cm，CD=EF=10cm，转速为50r/s。若从图示位置开始计时。（1）写出线框中感应电动势的瞬时表达式；（2）在e-t坐标系中作出感应电动势随时间的变化关系；（3）如线框电阻为3，再AB两端接“6V、12W”的小灯泡，则小灯泡能否正常发光？若不能，求小灯泡的实际功率。