黑龙江省大庆市喇中高考物理复习 考题精选（63）交变电流的产生和变化规律（含解析）.doc

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1、 高中物理考题精选（63）交变电流的产生和变化规律1、发电机转子是匝数n100的正方形线圈，将其置于匀强磁场中，绕着线圈平面内垂直于磁感线的轴匀速转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，线圈内磁通量随时间变化规律如图所示。已知线圈的电阻r1，与之组成闭合回路的外电路电阻R99试求：（1）电动势瞬时值表达式；（2）外电阻R上消耗的功率；（3）从计时开始，线圈转过900的过程中，通过外电阻的电荷量。 答案 2、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.线圈中的感生电动势e随时间t的变化如图10-1-7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

2、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变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大 答案 D3、如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直已知线圈匝数n=400，电阻r0.1，长=0.05m，宽=0.04m，l00 rads，磁场的磁感应强度B025T.线圈两端外接电阻R=99的用电器和一个交流电流表(内阻不计)，求：(1)电流表A的读数(2)用电器上消耗的电功率 答案 (1)EmnBS代人数据得Em4000.250.050.04l00 V20 V(2)Im=代人数据得ImA=2A是正弦交变电流，所以电流表读数即有效值I=A=141A(

3、3)pI2R99W19，8W4、在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（）A时穿过线框的磁通量最小B该交变电动势的有效值为C该交变电动势的瞬时值表达式为D电动势瞬时值为22时，线圈平面与中性面的夹角为 答案 CD解析：A、t0.01s时电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，此时穿过线圈的磁通量最大，故A错误；B、由交变电动势随时间变化的规律图乙该交变电动势的有效值为22v，B错误；C、由图可知，交流电的最大值，线圈转动的角速度，该交变电动势的瞬时值表达式为e22sin（100t）V，C确；D、把动势瞬

4、时值22V代入，e22sin（100t）V，得线圈平面与中性面的夹角45，D正确。5、如图所示，面积为S、匝数为N、内阻不计的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从水平位置开始计时，绕水平轴OO以角速度匀速转动矩形线圈通过滑环连接理想变压器理想变压器原线圈上的滑动触头P上下移动时，可改变副线圈的输出电压；副线圈接有可变电阻R电表均为理想交流电表下列判断正确的是（ ）A.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式 e = NBScostB.矩形线圈产生的感应电动势的有效值为NBS/2C.当P位置不动，R增大时，电压表示数也增大D.当P位置向上移动、R不变时，电流表示数将增大 答案 AD6、如图所

5、示，线圈面积为0.05m2，共100匝，线圈总电阻为1，与外电阻R9相连。当线圈在BT的匀强磁场中绕OO以转速n300r/min匀速转动时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时表达式；(2)两电表、的示数；(3)线圈转过s时，电动势的瞬时值；(4)线圈转过s的过程中，通过电阻R的电荷量；(5)线圈匀速转一周外力做的功。 答案 (1)100sin10t(V)(2)45V(3)50V(4)C(5)100J解析(1)因为EmNBS，2n，其中n300r/min5r/s，代入数据可得10rad/s，Em100V若从线圈处于中性面时开始计时，则eEmsint，所以电动势的瞬时表达式为：

6、e100sin10t(V)。(2)两电表的示数为交流电的有效值：I5A，URIR45V。(3)当线圈转过s时，电动势的瞬时值e100sin(10)V50V(4)线圈转过ts的过程中，通过电阻R的电荷量为：qttt，而12BS(1cos)BS，综合解得qC。(5)线圈匀速转动一周，外力做功与电流做功相等，计算电功时必须运用交流电的有效值，即WFWET100J。7、如图所示，边长为l的正方形线圈abcd的匝数为n，线圈电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场中的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO为轴，以角速度匀速转动，求： (1)闭合电路中电流瞬时值的表达式

7、；(2)线圈从图示位置转过90的过程中电阻R上产生的热量；(3)线圈从图示位置转过90的过程中电阻R上通过的电荷量；(4)电阻R上的最大电压。 答案 (1)sint(2)(3)(4)解析(1)线圈转动时，总有一条边切割磁感线，且ad边和bc边转动的线速度大小相等，当线圈平行于磁场时，产生的感应电动势最大，为EmnBlvnBllnBl2.由闭合电路欧姆定律可知Im，当以图示位置为计时起点时，流过R的电流表达式为：iImsintsint.(2)在线圈由图示位置匀速转过90的过程中，用有效值来计算电阻R上产生的热量QI2R其中I，T即QI2R(3)在转过90的过程中感应电动势的平均值为：n，流过R的

8、平均电流，所以流过R的电荷量q(4)由部分电路欧姆定律可知电阻R上的最大电压为：UmImR.8、如图甲所示，在两根水平放置的平行金属导轨两端各接一只R1 的电阻，导轨间距L0.2 m，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B0.8 T一根电阻r0.3 的导体棒ab置于导轨上，且始终与导轨保持良好接触若导体棒沿平行于导轨的方向在PQ和MN之间运动，其速度图象如图3413乙所示求： (1)导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式；(2)整个电路在1 min内产生的热量 答案 解析：(1)由速度图象可得，某时刻导体棒做简谐运动的速度表达式vt10sin10tm/s.导体棒产生的

9、感应电动势的瞬时值表达式eBLvt1.6sin10tV.(2)感应电动势的最大值为Emax10BL1.6 V，感应电动势的有效值为EEmax/，回路中的总电阻为RrR/20.8 ，回路中的电流IE/RA.整个电路在1 min内产生的热量为QI2Rt96 J.答案：(1)e1.6sin10tV(2)96 J9、图甲是交流发电机模型示意图在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路

10、图3410乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度逆时针转动(只考虑单匝线圈)甲乙丙(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；(2)线圈平面处于与中性面成0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热(其他电阻均不计) 答案 解析：(1)矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则v在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为E1BL1

11、v由图可知vvsint则整个线圈的感应电动势为e12E1BL1L2sint(2)当线圈由题图(c)位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为e2BL1L2sin(t0)(3)由闭合电路欧姆定律可知I这里E为线圈产生的电动势的有效值E则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为QRI2RT其中T于是QRR2.答案：(1)e1BL1L2sint(2)e2BL1L2sin(t0)(3)R210、如图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上如图所示的交变电压后，能使电子有可能做往返运动的电压是() A BC D 答案 ABC 解析：由A图象可知，电子先做加速度减小的加速运动，T时刻

12、速度最大，由T到T做加速度增大的减速运动，T时刻速度为零从T到T电子反向做加速度减小的加速运动，T时刻速度最大，由T到T做加速度增大的减速运动，T时刻速度为零，回到原位置，即电子能做往复运动同样的方法可得B、C也对11、如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦式交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦式交流电的说法正确的是()A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次转速之比为32C交流电a的瞬时值表达式为u10sin5t(V)D交流电b的最大值为5 V 答案 BC 解析：t0时刻穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为

13、零，故电压为零，A项错读图得两次周期之比为23，由角速度得角速度与周期成反比，故B项正确读图得a的最大值为10 V，5，由交流电感应电动势瞬时值表达式eEmsint(V)(从中性面开始计时)得，u10sin5t(V)，故C项正确交流电的最大值EmnBS.所以根据两次角速度的比值可得，交流电b的最大值为10 VV，故D项错12、如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO与磁场边界重合线圈按图示方向匀速转动若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是图343中的()A B C D 答案 A 解析：t0时线圈磁通量最大，磁通

14、量的变化率最小，所以感应电动势、感应电流最小根据楞次定律可以判断，t0时刻开始线圈中磁通量变小，产生的感应电流i为负向，电流变大，C、D不正确经过1/4周期后，dc切割磁感线，电流方向为负，电路中有持续负方向的电流，B不正确综上所述，应选择A.13、交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S0.05 m，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度BT。为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V，11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：(1)发电机的

15、输出电压有效值为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？ 答案 1100V，5,20A【考点】交变电流【解析】解最大电动势为VV (3分)发电机输出电压为1100V（1分）变压器原、副线圈的匝数比为（2分）由PUI得副线圈的总电流为A100A（2分）由得A=20A（2分）14、如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I=。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q= 答案 【答案】,【解析】解析：

16、电动势的最大值，电动势的有效值，电流的有效值；。15、如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是（ ） 答案 D解析 本题考查正弦交流电的产生过程、楞次定律等知识和规律。从a图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到a，故瞬时电流的表达式为i=imcos（+t），则图像为D图像所描述。平时注意线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解。16、如下图所示，匀强磁场磁感应强度B=0.5T，匝数为

17、n=50匝的矩形线圈，绕垂直于匀强磁场的转轴OO匀速转动，每匝线圈长为L=25cm，宽为d=20cm，线圈每分钟转动1500r，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时。（1）写出交流感应电动势e的瞬时值表达式；（2）若每匝线圈本身电阻r=0.02，外接一阻值为13的用电器，使线圈与外电路组成闭合电路，写出交流感应电流i的瞬时值表达式；（3）若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时，感应电动势e和感应电流i的瞬时表达式如何？ 答案 （1）e=196cos（50t）V（2）i= 14cos（50t）A（3）e=196sin（50t）V i=14sin（50t）A解析（1）线圈匝数n=50

18、，磁场的磁感应强度B=0.5T，线圈转动的角速度=2f=2rad/s=50rad/s，线圈的面积S=Ld=0.05m2（2分）所以Em=nBS=500.50.0550V=196V（1分）从图示位置计时，有e=Emcost=196cos（50t）V（1分）（2）若r=0.02，则r= 50r= 0.0250=1.0（1分）R总=R+r= 13 +1=14（1分）Im=A=14 A（1分）所以i=Imcost= 14cos（50t）A（1分）（3）若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时，即从中性面开始计时，感应电动势和电流的瞬时值分别为e=196sin（50t）V（1分），i=14sin（50t）

19、A（1分）17、一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如下图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如下图乙所示。求：（1）电压表的示数；（2）发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热；（3）若发电机是单匝线圈，通过线圈的最大磁通量。 答案 （1）147.8V（2）12.17J（3）0.7Wb解析 （1）电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由图象知电动势的最大值Em=220V，有效值，灯泡两端电压V（3分）（2）电路中的电流：A（1分），发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为J=12.17J（2分）（3）Em=m=220V由图知T=0.02s又rad/s（3分）m=0

20、.7Wb（1分）18、如图所示，N50匝的矩形线圈abcd，边长ab20 cm，ad25 cm，放在磁感应强度B0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴以n3000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r1，外电路电阻R9，t0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里(1)判断t0时感应电流的方向；(2)写出线圈感应电动势的瞬时表达式；(3)从图示位置转过90过程中流过电阻R的电荷量是多大？ 答案 (1)根据ab、cd切割磁感线，由右手定则可得线圈中感应电流方向adcba.(2分)(2)线圈的角速度2n2rad/s100rad/s.(2分)设ab边

21、在t0时刻速度为vab，图示位置的感应电动势最大，其大小为Em2NBabvabNBabad500.40.200.25100V314 V，(2分)电动势的瞬时表达式为：e314cos100tV(2分)(3)qIt.(2分)从t0起转过90的过程中，t时间内流过R的电荷量qtC0.1 C(2分)答案：(1)adcba(2)e314cos100tV(3)0.1 C19、如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中直流电流表有示数的位置是()A甲、丙 B乙、丁C甲、乙 D丙、丁 答案 选B.线圈

22、转动中感应电流时刻在变化，位于中性面位置时磁通量最大，但感应电流最小，等于零位于与中性面垂直位置时，磁通量最小，但感应电流最大，故选B.20、一个直流电动机的内电阻r2，与R8的电阻串联接在线圈上，如图所示已知线圈面积为m2，共100匝，线圈的电阻为2欧，线圈在BT的匀强磁场中绕OO以转速n600 r/min匀速转动时，在合上开关S后电动机正常工作时，电压表的示数为100 V，求：(1)线圈转动时产生的电动势的最大值；(2)电路中的电流I的大小；(3)电动机正常工作时的输出功率 答案 (1)线圈转动时产生的电动势的最大值为EmNBS200V.(2)有效值为：E200 V设线圈的电阻为r，则电路

23、中的电流为I10 A(3)电动机正常工作时的输出功率为PUII2r800 W.答案：(1)200V(2)10 A(3)800 W21、如图，线圈的面积是0.05m2，共100匝，线圈总电阻为1，外接电阻R=9，匀强磁场的磁感应强度B=T，线圈以5r/s的转速匀速旋转求：（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势e随时间t变化的关系式（2）电路中电流表的示数是多大？（3）线圈从图示位置开始，经过0.1s时间，电阻R上产生的焦耳热Q是多少？ 答案 分析：（1）从线圈处于中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式e=Emsint（2）交流电压表和电流表测量的是有效值，根据欧姆定律和有

24、效值与最大值的关系求解（3）由焦耳定律求出Q解：（1）从中性面开始计时，则e=Emsint=2n=10由以上式子得（2）设电动势的有效值为E，通过电阻的电流的有效值为I，则电流表的示数是5A（3）设线圈转动产生的交流的周期为T，则st=所以，Q=I2Rt=22.5J答：（1）线圈中感应电动势e随时间t变化的关系式：（2）电路中电流表的示数为5A（3）线圈从图示位置开始，经过0.1s时间，电阻R上产生的焦耳热Q是22.5J22、如图所示，一个矩形线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直线圈匝数n=50，电阻r=1，长L1=5cm，宽L2=4cm，角速度=100rad/s，磁场的磁感应

25、强度B=0.2T线圈两端外接电阻R=9的用电器和一个交流电流表求：（1）线圈中产生的最大感应电动势；（2）电流表的读数；（3）用电器上消耗的电功率 答案 分析：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为Em=NBS（2）电流表测量电流的有效值根据E=和欧姆定律求出电流的有效值（3）用电器消耗的电功率P=I2R，I是电流的有效值解：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为Em=NBS=500.254104100=2.0V（2）电流的有效值I=0.14A（3）小灯泡消耗的电功率P=I2R=0.1429=0.18W答：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值是2.0V（2）电流表的示数是0.14A

26、（3）小灯泡消耗的电功率是0.18W23、金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动，线圈中有感应电流的是（） 答案 A 解析 A、图示时刻穿过线圈的磁通量为零，当线圈转动时，磁通量增加，将产生感应电流，故A正确；B、线圈转动过程中，线圈始终与磁场平行，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生，故B错误；C、线圈运动过程中，线圈与磁场平行，没有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生，故C错误；D、线圈在匀强磁场中运动，根据=BS知，磁通量保持不变，没有感应电流产生，故D错误。24、一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象

27、如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0欧，则外接一只电阻为95.0欧的灯泡，如图乙所示，求：（1）电动势随时间变化的瞬时表达式？（2）电压表所测灯泡两端电压示数为多少伏？（3）电路中的电流方向每秒改变多少次？（4）灯泡实际消耗的功率为多少瓦特？（5）发电机线圈内阻每秒钟产生的热量为多少焦耳？ 答案 1）电动势随时间变化的瞬时表达式为（4分）（2）灯泡两端电压；（2分）（3）周期T为0.02秒，正弦交流电的方向一个周期改变两次，每秒钟50个周期，改变100次（4分）（4）灯泡的实际功率；（3分）（5）电流的有效值，（2分）发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为（3分）25、交流发电机的发电原理是矩形

28、线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S0.05 m，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度BT。为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V，11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：(1)发电机的输出电压有效值为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？ 答案 解最大电动势为VV (3分)发电机输出电压为1100V（1分）变压器原、副线圈的匝数比为（2分）由PUI得副线圈的总电流为A100A（2分）由得A=20A（2

29、分）其他合理解答，同样给分。26、图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动。由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度逆时针转动。（只考虑单匝线圈）（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；（2）线圈平面处于与中性面成夹角位置时开始

30、计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。（其他电阻均不计） 答案 （1）矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速率为v，则在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为E1=BL1vy由图可知vy=vsint则整个线圈的感应电动势为e1=2E1=BL1L2sint。（2）当线圈由图3位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为e2=BL1L2sin（t+0）。（3）由闭合电路欧姆定律可知则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为QR=I2RT其中于是。27、如图所示，有

31、一矩形线圈的面积为S，匝数为N内阻不计，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是 （ ）A矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=B矩形线圈从图示位置经过时间时，通过电流表的电荷量为0C当P位置不动,R增大时，电压表读数也增大D当P位置向上移动、R不变时，电流表读数减小 答案 A28、如图所示，一矩形导线框ABCD处于水平匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动，线框ABCD的输出端通过电刷与电流表、理想变压器原线圈相连，副线圈两端接有一只“18

32、V、12W ”的灯泡。当线框ABCD转速n=50r/s时，灯泡正常发光，此时电流表示数为0.2A。 （1）求通过灯泡的电流周期；（2）求变压器原、副线圈匝数之比；（3）从线框ABCD经中性面位置开始计时，写出线框中产生的感应电流瞬时值的表达式。 答案 （1）变压器不改变交变电流的周期,通过灯泡的电流周期等于线框转动的周期,即T=0.02s（2分）（2）设原线圈两端电压为根据题意有（2分）解得V（1分）根据变压比公式有（2分）人解得（2分）（3）线框转动的角速度rad/s（1分）线框中感应电流的最大值=（1分）线框中感应电流的瞬时值A（2分）29、某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示在磁极和圆

33、柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为.磁场均沿半径方向匝数为N的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l.线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场在磁场中两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直线圈的总电阻为r，外接电阻为R.求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em；(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；(3)外接电阻上电流的有效值I. 答案 (1)bc、ad边的运动速度v感应电动势Em4NBlv解得Em2NBl2.（3分）(2)电流Im（2分）安培力F2NBIml（2分）解得F.（1分）(3)一个周期内，通电时间tT（2分

34、）R上消耗的电能WIRt且WI2RT解得I.（2分）30、如图所示，在磁感强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，放有一边长为l的单匝正方形闭合导线框，电阻为R. (1)当线框从位置(线框平面磁感线)匀速转到位置(线框平面磁感线)的过程中，若角速度为，则线框中的平均感生电动势E_.(2)当线框由位置转至位置的过程中，通过导线横截面的电量q_. 答案 31、如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，线圈的匝数为n、电阻为，外接电阻为R，交流电流表A。线圈从图示位置（线圈平面平行于电场方向）开始转过时的感应电流为。下列说法中正确的有（ ）A电流表的读数为B

35、转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为C从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为D线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为 答案 BD32、闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，线圈中产生正弦式交变电流若在如图10121甲所示N、S极间放置一圆柱形铁芯O，受铁芯影响，两极间的磁场如图乙所示，隙缝中的磁感线沿圆柱的半径分布，且只在图中所示的左、右各的圆心角范围内存在一边长为l的正方形平面线框abcd，其中ab、cd两边与铁芯轴线平行，bc、da两边与铁芯的轴线OO垂直线圈由图示位置以恒定的角速度绕OO逆时针旋转，试分析线圈中感应电动势随时间的变化规律(图中ab、cd所在位置磁感应强度

36、为B) 答案 解析线圈由图中位置旋转角度过程中，ab、cd两边垂直切割磁感线vEabEcdBlvBlE总EabEcdBl2线圈由旋转至角度过程中，ab、cd两边不切割磁感线，电动势为零依次分析，电动势变化规律如图，(badc为正方向)答案见解析33、一台发电机的结构示意图如图10120所示，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场若从图示位置开始计时电动势为正值，下列图象中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是() 答案 D 解析由于发电机内部相对两磁

37、极为表面呈半圆柱面形状，磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场，所以距转轴距离相等的各点磁感应强度大小相等，根据法拉第电磁感应定律可知回路中产生大小恒定的感应电动势，故选项A、B错误；当线圈转到竖直位置时，回路中感应电动势方向相反，所以选项C错误、D正确34、如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则 ()A乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B乙图中c时刻对应甲图中的C图C若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变了25次D若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为25 Hz 答案 AD

38、由交变电流的产生原理可知，甲图中的A、C两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此图甲中A至B图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值，A对；甲图中的C图对应的电流为零，B错；每经过中性面一次线圈中的电流方向就要改变一次，所以一个周期内电流方向要改变两次，因此在乙图中对应Od段等于交变电流的一个周期，若已知d等于0.02 s，则频率为50 Hz，1 s内电流的方向将改变100次，C错；若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率应该为25 Hz，D正确35、如图所示，面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速

39、度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsint的图是() 答案 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为eBSsint，由这一原理可判断，A图中感应电动势为eBSsint；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直答案A36、如下图所示，属于交流电的是（） 答案 C37、如图所示，一台模型发电机的电枢是矩形导线框abcd，其ab和cd边长，ad和bc边长，匝数n=100匝，它在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕通过线框对称中心线且垂直于磁场方向的轴OO匀速转动，当开关S断开时，电压表的示数为，开关S闭合时，外电

40、路上标有“10V，10W”的灯泡恰好正常发光，求：（1）导线框abcd在磁场中转动的角速度？ （2）S闭合后，当导线框从图示位置转过=60时的过程中通过灯泡的电量？ 答案 12.5rad/s38、如图所示，在磁感应强度为B的均强磁场中，有面积为S匝数为n电阻为r的矩形线圈，绕OO轴以角速度匀速转动，当它由图示位置转过90的过程中，下面说法正确的是（ ） A通过电阻的电量为 B通过电阻的电量为 C外力做的功为 D以上说法都不对 答案 B39、如图所示，交流发电机的矩形线圈边长为ab=cd=0.4m,ac=bd=0.2m，线圈匝数为50匝，线圈电阻r=1，线圈在磁感应强度B=0.2T的均强磁场中绕

41、垂直磁场的转轴以转/秒的转速匀速转动，外接电阻R=9，则 （ ） A垂直纸面向里看，图中时刻线圈中感应电流方向为逆时针 B感应电流的周期为s C图中电压表读数为144V D电阻R上消耗的电功率为1152W 答案 D40、交流发电机的原理如下左图所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象，如下右图所示，已知线圈的电阻为R2.0。求：（1）通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？（2）矩形线圈转动的周期是多少？ （3）线圈电阻上产生的电势功率是多少？ （4）保持线圈匀速转动，1分钟内界对线圈做的功是多少？ 答案 1、（1）43.0 （2）C （3）S2断开时，闭合时，消R得相对误差（4）串联一个电阻，如图所示，阻值为2537。41、如图所示，将一根质量为M0.06kg的均匀导线杆弯成矩形闭合导线框abcd，其abcdL10.1 m，bcadL20.2 m。它的ad边由