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1、
第79講 交變電流的產(chǎn)生及描述
[方法點撥] 交變電流的產(chǎn)生往往與交變電流圖像結(jié)合出題，要能將交變電流的圖像與線圈的轉(zhuǎn)動過程一一對應(yīng)起來，分析電流、電動勢、磁通量的變化規(guī)律．
1．矩形線圈abcd在勻強磁場中逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生如圖1所示的交流電，取沿a→b→c→d→a方向為電流正方向，則對應(yīng)t1時刻線圈的位置應(yīng)為下列選項中的( )
圖1
2．(2018·山東青島二中模擬)如圖2甲所示，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一匝數(shù)為n，面積為S，總電阻為r的矩形線圈abcd繞軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，矩形線圈在轉(zhuǎn)動中可以保持和外電路電阻R形成閉合電路，回路中接
2、有一理想交流電流表．圖乙是線圈轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e隨時間t變化的圖像，則下列說法中正確的是( )
圖2
A．從t1到t3這段時間穿過線圈的磁通量的變化量為2nBS
B．從t3到t4這段時間通過電阻R的電荷量為
C．t3時刻穿過線圈的磁通量變化率為nBSω
D．電流表的示數(shù)為
3．(多選)(2017·陜西寶雞二檢)某一交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律為：u＝100sin100πt (V)，將其接在阻值為R＝100Ω的電熱絲兩端，則下列說法正確的是( )
A．該交流電壓的周期為0.02s
B．該電熱絲消耗的電功率為200W
C．該交流電每秒內(nèi)電流方向改變50次
D．
3、用電壓表測該用電器兩端電壓其示數(shù)為100V
4．(多選)(2017·河南洛陽第二次統(tǒng)考)如圖3所示是小型交流發(fā)電機的示意圖，線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，線圈匝數(shù)為n，電阻為r，外接電阻為R，A為理想交流電流表，線圈從圖示位置(線圈平面平行于磁場方向)轉(zhuǎn)過60°時的感應(yīng)電流為i，下列說法正確的是( )
圖3
A．電流表的讀數(shù)為2i
B．轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的磁通量的最大值為
C．從圖示位置開始轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量為
D．線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量為
圖4
5．(2018·廣東東莞模擬)如圖4為小型旋轉(zhuǎn)電
4、樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動．磁場的磁感應(yīng)強度B＝×10－2T，線圈的面積S＝0.02m2，匝數(shù)N＝400匝，線圈總電阻r＝2Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R＝8Ω連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，線圈的轉(zhuǎn)速n＝r/s.在t＝0時刻，線圈平面與磁場方向平行，則下列說法正確的是( )
A．交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢隨時間的變化關(guān)系是e＝8sin100t(V)
B．交流電壓表的示數(shù)為8V
C．從t＝0時刻開始線圈平面轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電阻的電荷量約為5.7×10－3C
D．電阻R上的熱功率為6.4W
答
5、案精析
1．B [由產(chǎn)生的交變電流圖像可知，t1時刻，電流是正最大值，說明線圈垂直切割磁感線，即線圈處于與磁感線方向平行位置．電流方向為a→b→c→d→a，根據(jù)右手定則可判斷出對應(yīng)t1時刻線圈位置正確的是選項B.]
2．D [從t1到t3的過程，穿過線圈的磁通量變化量為零，選項A錯誤；從t3到t4的過程，穿過線圈的磁通量變化量為BS，故通過電阻R的電荷量q＝n＝，選項B錯誤；t3時刻產(chǎn)生的電動勢大小為E0，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得E0＝n＝nBSω，可得＝BSω，選項C錯誤；線圈產(chǎn)生的交流電的電動勢有效值為E＝，由閉合電路歐姆定律可得，電流表的示數(shù)I＝＝，選項D正確．]
3．AD 4.BCD
5．C [磁場的磁感應(yīng)強度B＝×10－2T，線圈面積S＝0.02m2，匝數(shù)N＝400，線圈總電阻r＝2Ω，線圈的轉(zhuǎn)速n＝r/s，故ω＝100 rad/s，交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢隨時間的變化關(guān)系是e＝NBSωcosωt＝8cos100t(V)，A項錯誤；交流電壓表顯示出的是路端電壓有效值，故示數(shù)為＝6.4V，B項錯誤；
從t＝0時刻轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電阻的電荷量為q＝＝
C＝4×10－3C≈5.7×10－3C，C項正確；電阻R上的熱功率P＝I2R＝2·R＝5.12W，D項錯誤．]
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