交变电流(表征物理量以及公式图像)

电磁感应回顾以及交变电流

例1、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间：（）

A.线圈平面与磁感线平行；

B.通过线圈的磁通量最大；

C.线圈中的感应电动势最大；

D.线圈中感应电动势的方向突变。

例2、一矩形线圈，面积为s，匝数为N，在场强为B的匀强磁场中绕着轴oo’做匀速转动角速度为ω，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置开始计时，求：

（1）线圈中感应电动势的最大值？写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式？

（2）若线圈中的电阻为R，则线圈中的电流的最大值为多少？写出线圈中的电流瞬时表达式。

变式训练：一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度是100πrad/s。（1）写出感应电动势的瞬时值表达式

（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120时电流强度的瞬时值为多少？

针对训练

1、图

5-1-4

所示各

的电流

中不是交流电的是：（）

2、如图5-1-5所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图所示位置时，（）

A.穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小

B.穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大

C.穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大

D.穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小

3、交流发电机在工作时的电动势为e＝E m sinωt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，

其他条件不变，则其电动势变为（）

A.E m sinωt/2

B.2E m sinωt/2

C.E m sin2ωt

D.2E m sin2ωt

4、如图5-1-6所示，若线框abcd不闭合，当磁铁转动时，下列说法中正确的是（）

A.线框中产生感应电动势，可跟随磁铁转动

B线框中不产生感应电动势，可跟随磁铁转动

C.线框中产生感应电动势，不跟随磁铁转动

D.线框中不产生感应电动势，不跟随磁铁转动

5、闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电瞬时值的表达式为i=0.2sin100πt，从

t＝0到第一次出现通过线圈的磁通量变化率最大值的时间为（）

A.1/50 s

B.1/100 s

C.1/200 s D1/400 s

6、线圈在磁场中转动时产生的交变电流如图5-1-8所示，从图中可知：（）

A.在A和C时刻线圈平面与磁场垂直

B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量最大

C.在A和C时刻，感应电流改变方向

D.若从O时刻到D时刻的时间为0.02s，则在1s内交变电流的方向改变50次

7、如图，矩形线圈面积为s，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO`轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。求：

⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；

⑵、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；

例3：一交流电的电流随时间变化而变化的图象如图，此交变电流的有效值为（）

A、52A

B、5A

C、3.52

D、3.5A

例4、如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为

B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转

过90°的过程中，求：(1)通过电阻R的电量q；（2）电阻R上产生的焦耳热Q和电压U

练习：1、一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值

的表达式为e=220sin100πt V，下列说法中正确的是：( )

A．频率是50Hz B．.当t=0时，线圈平面与中性面重合

C．当t=1/100 s时，e的值最大，为220V D．线圈转动的角速度为314rad/s

2、一交流电流的图象如图所示，由图可知（）

A．该交流电流即时值表达式为i＝102sin628t A B．该交流电流的频率为50 Hz

C．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为100W D．用电流表测该电流其示数为102 A

3、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（）

A、0.01s时刻线圈处于中性面位置

B、0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零

C、该交流电流有效值为2A

D、该交流电流频率为50Hz

4、正弦交流电压的峰值为10V，周期为0.2S，将此电压接在10 的电阻上，在0.05s

内电阻上产生的热量（）

A、可能为零

B、一定为0 .25J

C、不可能大于0.25J

D、可能小于是0.25J

5、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中的感应电动势e

随时间t的变化如图，下面说法中正确的是：（）

A、t1时刻通过线圈的磁通量为零；

B、t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；

C、t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；

D、每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值为最大。

6、一只氖管的起辉电压与交流电U=50sin314t (V)的有效值相等，求1个周期内氖管的发光时间；1min内的发光次数为。

7.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,边长L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电

阻r=1 Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=2πrad/s,外电路电阻R=4

Ω.求：(1)转动过程中感应电动势的最大值;

(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势;

(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势;

(4)交流电压表的示数; (5)转动一周外力做的功.

例5、一只矩形线圈匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动穿，过线

圈的磁通量随时间变化的图像如图中甲所示，则下列说法中正确的是

A.t=0时刻线圈平面与中性面垂直