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第1講　交變電流的產(chǎn)生和描述 一、單項(xiàng)選擇題 1．關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向不變 B．線圈平面每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變一次 C．線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都改變一次 D．線圈平面每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都改變一次 2．如下列各圖所示，面積均為S的單匝線圈繞其對(duì)稱軸或中心軸在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)e＝BSωsin ωt的圖是(　　) A B C D 3．圖K1011所示為一交變電流的電壓隨時(shí)間變化的圖象，正半軸是正弦曲線的一個(gè)部分，則此交變電流的電壓的有效值是(　　) 圖K1011 A. V B．5 V C. V D．3 V 4．在如圖K1012所示電路中，電源電壓U＝311sin 100πt(V)，A、B間接有“220 V　440 W”的電暖寶、“220 V　220 W”的抽油煙機(jī)、交流電壓表及保險(xiǎn)絲．下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖K1012 A．交流電壓表的示數(shù)為311 V B．電路要正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3 A　 C．電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍 D．抽油煙機(jī)1分鐘內(nèi)消耗的電能為1.32104 J 5．(2017年四川涼山州高三三診)圖K1013甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)示意圖，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化如圖乙所示．已知發(fā)電機(jī)線圈的匝數(shù)為100匝，電阻r＝2 Ω，外電路的小燈泡電阻恒為R＝6 Ω，電壓表、電流表均為理想電表．下列說(shuō)法正確的是(　　) 甲 乙 圖K1013 A．電壓表的讀數(shù)為4 V B．電流表讀數(shù)為0.5 A C．1秒內(nèi)流過(guò)小燈泡的電流方向改變25次 D．線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，磁通量最大為 Wb 二、多項(xiàng)選擇題 6．(2017年天津卷)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間按如圖K1014所示的正弦規(guī)律變化．設(shè)線圈總電阻為2 Ω，則(　　) 圖K1014 A．t＝0時(shí)，線圈平面平行于磁感線 B．t＝1 s時(shí)，線圈中的電流改變方向 C．t＝1.5 s時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D．一個(gè)周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為8π2 J 7．如圖K1015所示，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直平面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過(guò)直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里．現(xiàn)使線框M、N在t＝0時(shí)從圖示位置開(kāi)始，分別繞垂直于紙面、且過(guò)OM和ON的軸，以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則(　　) 圖K1015 A．兩導(dǎo)線框中均會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流 B．兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于T C．在t＝時(shí)，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等 D．兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等 8．(2016年江蘇調(diào)研)圖K1016甲所示為風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)易模型，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比．某一風(fēng)速時(shí)，線圈中產(chǎn)生的正弦式電流如圖乙所示，則(　　) 甲　 　乙 圖K1016 A．電流的表達(dá)式為i＝0.6sin 10πt(A) B．磁鐵的轉(zhuǎn)速為10 r/s C．風(fēng)速加倍時(shí)電流的表達(dá)式為i＝1.2sin 10πt(A) D．風(fēng)速加倍時(shí)線圈中電流的有效值為0.6 A 三、非選擇題 9．如圖K1017所示，一個(gè)半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.M和N是兩個(gè)集流環(huán)，負(fù)載電阻為R，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求： (1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值． (2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量． (3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)負(fù)載電阻R的電荷量． (4)電流表的示數(shù)． 圖K1017 10．(2017年北京海淀區(qū)高三期末)如圖K1018所示，位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈，邊長(zhǎng)L1＝0.40 m、L2＝0.25 m，其匝數(shù)n＝100匝，總電阻r＝1.0 Ω，線圈的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過(guò)電刷和R＝3.0 Ω的定值電阻相連接．線圈所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0 T，在外力驅(qū)動(dòng)下線圈繞豎直固定中心軸O1O2勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω＝2.0 rad/s.求： (1)電阻R兩端電壓的最大值． (2)從線圈通過(guò)中性面(即線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直的位置)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)周期通過(guò)電阻R的電荷量． (3)在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱． 圖K1018 11．圖K1019甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置的示意圖，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0.10 m、匝數(shù)n＝20匝的線圈，磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)．在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為B＝ T，線圈的電阻為R1＝0.50 Ω，它的引出線接有R2＝9.5 Ω的小電珠．外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便有電流通過(guò)小電珠．當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t如圖丙所示按正弦規(guī)律變化時(shí)(摩擦等損耗不計(jì))，求： 甲 乙 丙 圖K1019 (1)小電珠中電流的最大值． (2)電壓表的示數(shù)． (3)t＝0.1 s時(shí)外力F的大?。?