第3讲 交变电流的产生和描述
考点1 正弦交变电流的变化规律(c)
【典例1】(多选)(2019·温州模拟)图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,
为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是 ( )
A.电流表的示数为10 A
B.0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
C.线圈转动的角速度为50π rad/s
D.0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
【解析】选A、B。试题分析:由图乙可知交流电电流的最大值是Im=10
A,则有效值为:I=
=10 A;由于电流表的示数为有效值,故示数I=10 A,A正确;0.01 s时线圈中的感应电流达到最大,感应电动势最大,则穿过线圈的磁通量变化最快,磁通量为0,故线圈平面与磁场方向平行,B正确;由图乙知,交变电流的周期为0.02 s,角速度ω=
=100π rad/s,C错误;由楞次定律可判断出0.02 s时流过电阻的电流方向自左向右,D错误。
1.(多选)一边长为L的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动,线框中产生的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示。已知匀强磁场的磁感应强度为B,则结合图中所给信息可判定 ( )
A.t1时刻穿过线框的磁通量为BL2
B.t2时刻穿过线框的磁通量最大
C.t3时刻穿过线框的磁通量变化率为零
D.线框转动的角速度为
【解析】选B、D。t1时刻和t3时刻,|e|最大,说明穿过线框的磁通量变化率最大,但穿过线框的磁通量为零,选项A、C错误;t2时刻e为零,穿过线框的磁通量最大,选项B正确;根据Em=BL2ω可得,线框转动的角速度为,选项D正确。
2.(多选)(2019·舟山模拟)图甲为小型交流发电机的原理图,发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动,从t=0时刻开始,通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示,已知线圈的匝数n=50,线圈的电阻r=5 Ω,线圈与外电路连接的定值电阻R=45 Ω,电压表为理想交流电表。则下列判断正确的是 ( )
A.线圈转动的周期为6.28 s
B.t=0时刻线圈平面与磁感线平行
C.线圈转动过程中产生的最大感应电动势为100 V
D.电压表的示数为45 V
