第1节 交变电流的产生和描述
1.(2019·安徽合肥模拟)一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动.在转动过程中,线框中的最大磁通量为Φm,最大感应电动势为Em,下列说法中正确的是( D )
A.当磁通量为零时,感应电动势也为零
B.当磁通量减小时,感应电动势也减小
C.当磁通量等于0.5Φm时,感应电动势等于0.5Em
D.角速度ω等于
解析:根据正弦式交变电流的产生及其变化规律,当磁通量最大时,感应电动势为零;当磁通量减小时,感应电动势在增大,磁通量减为零时,感应电动势最大,由此可知A,B项错误;设从线框位于中性面开始计时,则有e=Emsin ωt,式中Em=BSω,因Φm=BS,故角速度ω=,D项正确;设e=0.5Em,则解出ωt=,此时Φ=B·Scos =BS=Φm,所以C项错误.
2.(2019·甘肃天水模拟)如图所示,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0 Ω,外接R=9.0 Ω的电阻.闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=10sin 10π t(V)则( D )
A.该电动势的有效值为10V
B.该交变电流的频率为10 Hz
C.外接电阻R所消耗的电功率为10 W
D.电路中理想交流电流表的示数为1.0 A
解析:交变电流的频率f=Hz=5 Hz,故B错误;该电动势的最大值为10V,有效值是10 V,选项A错误;外接电阻R消耗的功率P==W=W,故C错误;电路中电流为I==A=1 A,则理想交流电流表的示数为1.0 A,故D正确.
3.(2019·北京清华附中高三模拟)有A,B两个完全相同的电热器,A通以图(甲)所示的交变电流,B通以图(乙)所示的交变电流,则两电热器的电功率之比PA∶PB等于( A )
A.2∶1 B.1∶1C.∶1 D.1∶2
解析:(甲)是交变电流,但其有效值为I0,因为它的前半个周期与后半个周期的电流都是等大的;(乙)是正弦交变电流,它的有效值为,则PA∶PB=(I0)2R∶()2R=2∶1,故选项A正确.
4.(2019·江西南昌高三模拟)两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系分别如图中甲、乙所示,则下列说法正确的是( C )
A.两交变电流的频率之比f甲∶f乙=1∶2
B.两交变电流电动势的有效值之比E甲∶E乙=3∶1
C.t=1 s时,两线圈中的磁通量的变化率均为零
D.t=1 s时,两线圈均处在与中性面垂直的位置上
解析:由题图可见T乙=2T甲,则f甲∶f乙=2∶1,A错误.E甲∶E乙=E甲m∶E乙m=1∶3,B错误.e∝,t=1 s时e=0,故=0,C正确.e=0说明线圈处在中性面的位置上,D错误.
