交变电流习题

5.1 交变电流 习题A级夯实双基1如图所示图象中属于交变电流的有()答案：ABC解析：图A、B、C中e的方向均发生了变化，故它们属于交变电流，但不是按弦函数规律变化的交变电流，图D中e的方向未变化，是直流电，选项A、B、C正确2一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e220sin100tV，则()A交流电的频率是100 HzBt0时，线圈位于中性面C交流电的周期是0.02 sDt0.05 s时，e有最大值答案：BC解析：由瞬时值表达式知：角速度100 rad/s.感应电动势是按正弦规律变化的，所以t0时，线圈平面位于中性面因2f，所以fHz50 Hz由T得T s0.02 s当t0.05 s时，e220sin5V0，故B、C选项正确3.如图所示，一闭合单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，除了转轴分别为OO和ab边外，其他条件均相同则在这两种情况下，线圈中产生的正弦交变电流()A最大值不同B瞬时值不同C变化规律不同D一切都相同答案：D解析：根据enBScost知，感应电动势与转轴位置无关4如图所示一个矩形线圈abcd.已知ab长为L1，ad长为L2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度(从图中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为()A.BL1L2sintB.BL1L2costCBL1L2sint DBL1L2cost答案：C5.如图所示一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO沿顺时针方向转动，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环P和Q相连，P和Q又通过固定的电刷与电阻R相连在线圈转动过程中，通过电阻R的电流()A大小和方向都随时间做周期性变化B大小和方向都不随时间做周期性变化C大小不断变化，方向总是PRQD大小不断变化，方向总是QRP答案：C6. 矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示下列结论正确的是()A在t0.1 s和t0.3 s时，电动势最大B在t0.2 s和t0.4 s时，电动势改变方向C电动势的最大值是157 VD在t0.4 s时，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s答案：CD解析：从图中可知，在0.1 s和0.3 s时刻，穿过线圈的磁通量最大，此时刻磁通量的变化率等于零；0.2 s和0.4 s时刻，穿过线圈的磁通量为零，但此时刻磁通量的变化率最大，由此得选项A、B错误根据电动势的最大值公式：EmnBS，mBS，2/T，可得：Em500.223.14/0.4 V157V；磁通量变化率的最大值应为3.14 Wb/s，故C、D正确7.某交流电压随时间变化如图所示，则此交流电的频率是_ _Hz.若将该电压加在10F的电容器上，则电容器的耐压值不得小于_ V.答案：50200解析：由图知T0.02 s，f50 Hz.因为电压的最大值为200 V，所以电容器耐压值不应小于200 V.8.如图所示，边长为a的正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以对角线为轴匀速转动，角速度为，转动轴与磁场方向垂直，若线圈电阻为R，则从图示位置绕OO转过90角的过程中，流过导体横截面的电荷量是多少？答案：解析：求通过导体横截面的电荷量应用平均电流计算：qtt.而平均电动势，所以qtB级提升能力9.如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，沿着OO观察，线圈沿逆时针方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为N，边长为l，电阻为R，转动的角速度为.则当线圈转至图示位置时()A线圈中感应电流的方向为abcdaB线圈中的感应电流为C穿过线圈的磁通量为零D穿过线圈磁通量的变化率为零答案：BC解析：根据右手定则回路中电流dcbad，A错电动势eEmNBSNBl2，所以电流i，B正确，图示位置时0，但 0，C正确，D错误10.一矩形线圈，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的变化如图所示下面说法中正确的是()At1时刻通过线圈的磁通量为零Bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大答案：D解析：t1、t3时刻线圈中的感应电动势e0，即为线圈经过中性面的时刻，此时线圈的磁通量为最大，但磁通量的变化率却为零，所以选项A、C不正确t2时刻eEm，线圈平面转至与磁感线平行，此时通过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率却最大，故B也不正确每当e变换方向时，也就是线圈通过中性面的时刻，通过线圈的磁通量的绝对值为最大，故D正确11.如图为一交流电的Ut的图象(1)写出交流电压瞬时值的表达式；(2)将此电压加在回旋加速器上，给氘核加速，那么必须给加速器加磁感应强度为多大的磁场？(氘核的质量取3.31027kg)(3)使氘核获得20 MeV的能量，需多长时间？(设核正好在电压达到峰值时通过D型盒的狭缝)；(4)D型盒的最大半径为多少米？(结果保留两位有效数字)答案：(1)2.0106sin(2107t)(2)1.3 T(3)5.0107S(4)0.70 m解析：(1)周期T1.0107s，由得2107 rad/sEm200104 V所以瞬时值表达式u2.0106sin(2107t)(V)(2)T得B1.3 T(回旋加速器周期与交变电流周期相同)(3)U200104 V加速一次氘核获得能量W0Ue2 MeV, Wm20 MeV加速次数n10次tn5.0107s(4)WmmV最大2R最大0.70 m12一矩形线圈，面积是0.05 m2，共100匝线圈电阻为2 ，外接电阻为R8 ，线圈在磁感应强度为BT的匀强磁场中以300 r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动如图所示，若从中性面开始计时，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s时，线圈中电流的瞬时值(3)外电路电阻R两端电压的瞬时值表达式答案：(1)50sin10t(2)4.3A(3)40sin10tC级考题演练13(全国高考)处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直在t0时刻，线圈平面与纸面重合(如图所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动若规定由abcda方向的感应电流为正，