高二物理 春季第一讲 交流电和变压器专题.pdfVIP

高二春季第一讲交流电和变压器专题

考点一交变电流的产生及变化规律

1．(2017黑龙江大庆一模)如图所示，N匝数矩形导线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕

轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流

表A和二极管D．电流表的示数为I，二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电

阻无穷大，下列说法正确的是（）

A．导线框转动的角速度为

B．导线框转动的角速度为

C．导线框转到图示位置时，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零

D．导线框转到图示位置时，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势最大

【参考答案】AC

导线框转到图示位置时，线圈位于中性面处，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零，故

C正确，D错误；

2．(2016·山东济南高三月考)某小型旋转电枢式发电机所产生的交变电动势为110V、频

率为60Hz，要使它产生的电动势变为220V、频率变为50Hz，需要调整线圈的转速n、匝

数N或磁感应强度的大小B。下列调整合适的是()

A．使n变为原来的1.2倍，B变为原来的2倍，N变为原来的1.2倍

55

B．使n变为原来的，B变为原来的，N变为原来的2倍

66

5

C．使n变为原来的，N变为原来的2倍，B不变

6

5

D．使n变为原来的，N变为原来的2.4倍，B不变

6

【参考答案】D

3．(2016·山东师大附中模拟)如图所示，一交流发电机的矩形线圈匝数为n＝10，其电阻r

22

＝2Ω，面积S＝0.2m，在磁感应强度B＝T的匀强磁场中，若线圈从中性面位置开始

π

绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以ω＝10πrad/s的角速度匀速转动，向R＝18Ω的电

阻供电。则以下说法中正确的是()

A．该线圈产生的是余弦式交变电流

B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40V

12

C．线圈开始转动s时流过电阻R的瞬时电流大小为A

602

D．电阻R上消耗的电功率为9W

【参考答案】D

【名师解析】若线圈从中性面开始运动，则穿过线圈的磁通量按照余弦规律变化，由法拉第

电磁感应定律可知，其产生的感应电动势(感应电流)将按照正弦规律变化，选项A错误；由

1

于OO′为线圈的对称轴，所以线圈产生的感应电动势的最大值应为E＝nBSω＝20V，选m

2

项B错误；线圈在转动过程中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝20sin10πt(V)，

1

所以其感应电流的瞬时值表达式为i＝sin10πt(A)，故当t＝s时，流经电阻R的瞬时

60

112

电流大小为i＝sin10π×A＝A，选项C错误；流经R的电流的有效值为I＝A，

6022

所以电阻R上消耗的电功率为P＝IR＝9W，选项D正确。2

4.(2016湖北七市(州)联考)一交流发电机和理想变压器按如图电路连接。已知该发电机

线圈匝数为N，电阻为r，当线圈以转速n匀速转动时，电压表示数为U，灯泡（额定电压