《交流电的周期、频率和峰值》交流电的周期、频率和峰值 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《交流电的周期、频率和峰值》交流电的周期、频率和峰值

1多选题

(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某一角速度ω匀速转动．t=0时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则(　　)

A
1s内电路中的电流方向改变了$\frac {ω}{π}$次
B
滑片P向下滑动时，电压表的读数不变
C
线圈匀速运动的角速度ω变大时，电流表的读数也变大
D
t=0时，线圈中的感应电动势最大

题目答案

AC

答案解析

分析：

线圈位于中性面时电动势为零，一个周期内电流方向改变两次，负载电阻变大，路端电压变大，转速增加，最大电动势增加，电流表读数变大．

解答：

解：A、交流电的频率为f=$\frac {ω}{2π}$，1s内电流方向改变2f，即$\frac {ω}{π}$，故A正确；

B、滑片P向下滑动时，电阻增大，电流减小，电源内阻分压减小，所以电压表读数变大，故B错误；

C、线圈匀速转动的角速度ω变大时，电动势的最大值E_m=NBSω增大，电流表的读数变大，故C正确；

D、t=0时，线圈位于中性面，此时感应电动势为零，故D错误；

故选：AC．

点评：

理解交流电产生原理，能分析影响电表示数的因素是解决此类题目的关键．

纠错重做

2单选题

如图所示的一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴OO′匀速转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示．下列说法中正确的是(　　)

A
t$_1$时刻线圈平面和磁场方向垂直
B
t$_2$时刻通过线圈的磁通量最大
C
t$_3$时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D
每当e变化方向时，通过线圈的磁通量为零

题目答案

A

答案解析

分析：

矩形线圈中产生正弦式电流，当线圈通过中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，电动势方向发生改变．而当线圈与磁场平行时，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大．

解答：

解：A、t$_1$时刻感应电动势为零，线圈通过中性面，磁通量最大，线圈平面和磁场方向垂直，故A正确；

B、由图t$_2$时刻，感应电动势为最大值，通过线圈的磁通量为零，故B错误；

C、t$_3$时刻感应电动势为零，磁通量的变化率为零，故C错误；

D、每当e转换方向时，线圈与磁场垂直，线圈通过中性面时，磁通量最大，故D错误；

故选：A．

点评：

本题考查交变电流产生过程中，感应电动势与磁通量、磁通量变化率的关系，关键抓住两个特殊位置：线圈与磁场垂直位置，及线圈与磁场平行位置．

纠错重做

3多选题

(多选)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，当线框的转速为n$_1$时，产生的交变电动势的图线为甲，当线框的转速为n$_2$时，产生的交变电动势的图线为乙．则(　　)

A
t=0时，穿过线框的磁通量均为零
B
当t=0时，穿过线框的磁通量变化率均为零
C
n$_1$：n$_2$=3：2
D
乙的交变电动势的最大值是$\frac {20}{3}$V

题目答案

BCD

答案解析

分析：

根据图象判断初始时刻电动势为零，所以是从中性面开始计时，磁通量最大，磁通量变化率为零，由图象知道周期，求出转速之比，根据最大值的表达式判断D．

解答：

解：A、由图象知t=0时，电动势为零，穿过线框的磁通量最大，A错误；

B、当t=0时，穿过线框的磁通量变化率均为零，B正确；

C、由图象知n$_1$=$\frac {1}{T_甲}$=37.5，n$_2$=$\frac {1}{T_乙}$=25，所以n$_1$：n$_2$=3：2，C正确；

D、由图象知NBS×2πn$_1$=10V，所以，乙的交变电动势的最大值是NBS×2πn$_2$=$\frac {20}{3}$V，D正确；

故选BCD

点评：

本题考查了交流电的产生和原理，能够从图象中获取对我们解决问题有利的物理信息．

纠错重做

4单选题

一矩形线圈，绕垂直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的变化如图二所示，下列说法中正确的是(　　)

A
t$_1$时刻通过线圈的磁通量为零
B
t$_2$时刻通过线圈的磁通量最大
C
t$_3$时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D
每当e改变方向时，通过线圈的磁通量都为最大

题目答案

D

答案解析

分析：

中性面上磁通量最大，感应电动势为0，电流方向发生变化．

解答：

解：A t$_1$时刻感应电动势为个，为中性面磁通量最大．故A错误

B t$_2$时刻感应电动势最大，磁通量为0．故B错误

C t$_3$时刻感应电动势为O，则磁通量的变化率为0．故C错误

D 每当e改变方向时，为中性面，磁通量最大．故D正确

故选：D

点评：

考查正弦交流电的产生原理，明确中性面的特点．

纠错重做

5单选题

闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式电流i=I_msinωt，若保持其他条件不变，使发电机线圈匝数及转速各增加一倍，则电流的变化规律为（　　）

A
i=2I_msin2ωt
B
i=4I_msin2ωt
C
i=2I_msinωt
D
i=4I_msinωt

题目答案

B

答案解析

分析：

根据发电机产生的交变电动势的表达式e=E_msinωt=NBS(2πn)sin(2πn)t，当N和n都增加一倍时，代入计算

解答：

解：交流发电机产生的交变电动势的表达式e=E_msinωt=NBS(2πn)sin(2πn)t．当N和n都增加一倍时，e=4NBS(2πn)sin(4πn)t=4E_msin2ωt．

产生正弦式电流i′=$\frac {e}{R}$=4I_msin2ωt，所以ACD错误，B正确．

故选：B

点评：

此题要理解交流发电机产生的交变电动势的表达式e=E_msinωt=NBS(2πn)sin(2πn)t，知道其中各个量的含义．

纠错重做

6单选题

矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50V，那么该线圈由图所示位置转过30°时，线圈的感应电动势大小为(　　)

A
50V
B
25$\sqrt {3}$V
C
25V
D
10V

题目答案

B

答案解析

分析：

矩形线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动时，产生正弦式交变电流，从垂直中性面位置开始计时，电动势的瞬时值为：e=E_mcosθ=E_mcosωt．

解答：

解：线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，产生正弦式交变电流；

从垂直中性面位置开始计时，电动势的瞬时值为：e=E_mcosθ；

故当θ=30°时，感应电动势的瞬时值为：

e=E_mcos30°=50×$\frac {$\sqrt {3}$}{2}$=25$\sqrt {3}$V

故选：B．

点评：

本题关键记住正弦式交变电流的瞬时值与最大值的关系公式e=E_mcosωt(从垂直中性面位置开始计时)，基础题．

纠错重做

7单选题

如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e=BSωsinωt的图是（　　）

A
B
C
D

题目答案

A

答案解析

分析：

根据题意可知，产生正弦交变电动势e=BSωsinωt的图必须切割磁感线，导致磁通量在变化，从而即可求解．

解答：

解：由题意可知，只有A图在切割磁感线，导致磁通量在变化，从而产生正弦交变电动势e=BSωsinωt，而BCD图均没有导致磁通量变化，故A正确，BCD错误；

故选：A

点评：

考查线圈切割磁感线，产生感应电动势，掌握法拉第电磁感应定律的应用．注意磁通量的变化．

纠错重做

8单选题

如图是一正弦式交变电流的电流图象．电流的最大值和周期分别为（　　）

A
10$\sqrt {2}$A，0.02 s
B
10A，0.02 s
C
10$\sqrt {2}$A，0.01 s
D
10A，0.01 s

题目答案

B

答案解析

分析：

由交流电的图象的纵坐标的最大值读出电流的最大值，由横坐标读出周期．

解答：

解：根据图象可知该交流电的电流最大值是I_m=10V，周期T=0.02s，故B正确，ACD错误．

故选：B．

点评：

根据交流电i-t图象读出交流电的最大值、周期及任意时刻电流的大小是基本能力．比较简单．

纠错重做

9单选题

在图所示电路中，A是熔断电流I_0=2A的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e=220$\sqrt {2}$sin314t(V)．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于(　　)

A
110$\sqrt {2}$Ω
B
110Ω
C
220Ω
D
220$\sqrt {2}$Ω

题目答案

B

答案解析

分析：

根据电动势的瞬时表达式知道电压有效值，结合欧姆定律求最小电阻．

解答：

解：由表达式知电压有效值为220V，当电流I_0=2A时，由闭合电路欧姆定律得：R=$\frac {220}{2}$=110Ω

故选：B．

点评：

本题考查了交流电的峰值与有效值的关系，闭合电路欧姆定律的应用．

纠错重做