《正弦交流电的规律》进阶练习（三）

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1、《正弦交流电的规律》进阶练习一、选择题1．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则（　　）A．两次t=0时刻线圈的磁通量均为零B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3C．曲线a表示的交变电动势频率为25HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10V2．一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图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则（　　）A．电压表的示数为220VB．电路中的电流方向每秒钟改变

2、50次C．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2JD．线框在如图乙位置时，穿过线框的磁通量为零，线框的感应电动势也为零3．风力发电机为一种新能源产品，功率为200W到15kW，广泛应用于分散住户，若风力发电要的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是（　　）A．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大B．穿过线圈的磁通量为零，线圈中的感应电动势最大C．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势为零D．穿过线圈的磁通量为零，线圈中的感应电动势为零二、非选择题4．如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆

3、时针转动．若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示．已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω．求：（1）写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；（2）转动过程中穿过线圈的最大磁通量：（3）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功．5．如图所示，为一交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢线圈为n匝的矩形线圈，边长=L1，=L2，绕OO′轴在磁感强度为B的磁场中以角速度ω转动（不计一切摩擦），线圈电阻为r，外电路负载电阻为R．试求：（1）电路中伏特表的示数；（2）线圈每转动一周，外力所做的功．参考答案1．解：A、在t

4、=0时刻，线圈一定处在中性面上，此时磁通量最大；故A错误；B、由图可知，a的周期为4×10﹣2s；b的周期为6×10﹣2s，则由n=可知，转速与周期成反比，故转速之比为：3：2；故B错误；C、曲线a的交变电流的频率f==25Hz；故C正确；D、曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2，曲线a表示的交变电动势最大值是15V，根据Em=nBSω得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，则有效值为U=；故D错误；故选：C．2．解：由甲图知电压峰值为220V，周期0.02s，所以有效值为220V，角速度ω==100π．A、电压表测的是路端电压U==2

5、09V，A错误；B、交流电的频率为50Hz，每一周期电流改变两次，所以每秒改变100次，B错误；C、发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为I2rt==24.2J，C正确；D、线框在如图乙位置时，穿过线框的磁通量为零，线框的感应电动势最大，D错误；故选C3．解：A、在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大．但感应电动势为零；故ABD错误；C、在中性面时，没有边切割磁感线，感应电动势为零，通过线圈的磁通量变化率为零．故C正确；故选：C4．解：（1）由图得则电流（2）由电动势的最大值公式Em=BSωEm=6Vω=100π∴Φ=BS==2.7×10﹣

6、2Wb（3）匀速转动一周的过程中，外力所做的功对于电路产生的热量=7.2×10﹣2J答：（1）流经灯泡的瞬时电流的表达式为；（2）转动过程中穿过线圈的最大磁通量为2.7×10﹣2Wb；（3）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功为7.2×10﹣2J．5．解：（1）由于从中性面开始转动，所以交变电动势为：e=nBL1L2ϖsinϖt；由瞬时值可知，交变电流电动势的有效值为E=nBL1L2ϖ；由闭合电路的欧姆定律知：I=电路中伏特表的示数，即负载两端的电压U=IR；联立①②③代入数据解得：U=；（2）线圈转动的周期T=由能量守恒得，外力做的

7、功等于该电源做的功：W=UIT联立可得：W=π；答：（1）电路中伏特表的示数（2）线圈每转动一周，外力所做的功π．