答案解析
1.【解析】選B、D。當(dāng)線圈通過中性面時,垂直于磁場,穿過線圈的磁通量最大,但磁通量的變化率為零,線圈中感應(yīng)電動勢等于零,電流方向?qū)⒏淖?選項B、D正確。
2.【解析】選D。轉(zhuǎn)速提高1倍,也就是角速度變?yōu)?ω,由e=nBSωsinωt得選項D對。
3.【解析】選C。分析交變電流的圖像問題應(yīng)注意圖線上某一時刻對應(yīng)的線圈在磁場中的位置,將圖線描述的變化過程對應(yīng)到線圈所處的具體位置是分析的關(guān)鍵,線圈在圖示位置時磁通量為零,但感應(yīng)電流為最大值;再由楞次定律可判斷線圈在轉(zhuǎn)過90°的過程中,感應(yīng)電流為正,故選項C正確。
4.【解析】選A、B。電壓有效值為100V,故用電壓表測該電壓,其示數(shù)為100V,
A項正確;ω=100πrad/s,則周期T==0.02s,B項正確;該電壓加在“100 V
100 W”的燈泡兩端,燈泡恰好正常工作,C項錯;t=s代入瞬時值表達(dá)式得電壓的瞬時值為100 V,D項錯。
5.【解析】選B。該交變電流電動勢的有效值為U=V=220 V,故電阻的最小阻值Rmin==Ω=110Ω。
6.【解析】選A。由題圖可知t=0時刻感應(yīng)電動勢為零,穿過線圈的磁通量最大,選項A錯誤;由題圖可知Ta=0.4s,Tb=0.6s,線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比na∶nb=Tb∶Ta
=3∶2,選項B正確;交流電a的瞬時值為u=Umsin(t),得u=10sin5πt(V),選項C正確;感應(yīng)電動勢最大值Um=NBSω=NBS(),所以Uma∶Umb=Tb∶Ta,交流電b的最大值為V,選項D正確。
【總結(jié)提升】根據(jù)交變電流的圖像可以確定的量
(1)電流最大值;
(2)周期T和頻率f;
(3)不同時刻交流電的瞬時值;
(4)線圈處于中性面和電流最大值對應(yīng)的時刻;
(5)任意時刻線圈的位置和磁場的夾角。
7.【解析】選B、D。因圖像的縱坐標(biāo)上電壓的正負(fù)表示電壓的方向,因此兩圖均為交流電,A錯;兩圖像的周期都是2×10-2s,故B對;對于正弦交流電才有U有效=,雖然兩圖的峰值相同,但圖乙非正弦(余弦)交流電,不適用上式有效值的求法,
故C錯;正弦交流電電壓瞬時值的表達(dá)式為u=Umsinωt,由圖甲可知Um=311V,T=
2×10-2s,可得ω==100π,代入上式得u=311sin100πtV,故D對。
8.【解析】選B。由Φ-t圖知,t=0時,Φ最大,即線圈處于中性面位置,此時e=0,故A、D兩項錯誤;由圖知T=0.04 s,在t=0.01 s時,Φ=0,最大,e最大,則B項正確;在t=0.02 s時,Φ最大,=0,e=0,則C項錯誤。
【變式備選】矩形線框在勻強磁場內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中,線框輸出的交流電壓隨時間變化的圖像如圖所示,下列說法中正確的是 ( )
A.交流電壓的有效值為36V
B.交流電壓的最大值為36V,頻率為0.25 Hz
C.2 s末線框平面垂直于磁場,通過線框的磁通量最大
D.1 s末線框平面垂直于磁場,通過線框的磁通量變化最快
【解析】選B、C。由線框輸出的交流電壓隨時間變化圖像可知,交流電壓的最大值為36V,頻率為0.25 Hz,B正確;有效值則為36V,A錯誤;2 s末線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零,所以此時線框平面垂直于磁場,C正確;1 s末線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大,此時線框平面平行于磁場,通過線框的磁通量變化最快,D錯誤。
9.【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點:
(1)電阻不隨交變電流頻率的變化而改變。
(2)交變電流頻率增加,感抗增大而容抗減小。
【解析】選C。當(dāng)交變電流的頻率增大時,線圈的感抗變大,電容器的容抗變小,由燈1變亮,燈2變暗可知M為電容器,N為電感線圈,而電阻與交變電流的頻率
無關(guān),故L為電阻,C正確。
10.【解析】選D。線圈平面與磁場平行時,線框切割磁場的兩邊正好垂直切割,此時感應(yīng)電流最大,A錯。由題意得Em=10V,f=25Hz,i=cos50πtA,B項錯。電流方向每秒改變50次,C錯。PR===10W,D項正確。