高中物理正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率试题

如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω.求：

(1)转动过程中感应电动势的最大值．
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势．
(3)由图示位置转过90°角的过程中产生的平均感应电动势．
(4)交变电压表的示数．

小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示．此线圈与一个R＝10 Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻．下列说法正确的是(　　)

A．交变电流的周期为0.125 s	B．交变电流的频率为8 Hz
C．交变电流的有效值为 A	D．交变电流的最大值为4 A

在电路的M、N间加一如图所示的正弦交流电，负载电阻为100 Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为(　　)

A．220 V,2.20 A

B．311 V,2.20 A

C．220 V,3.11 A

D．311 V,3.11 A

将阻值为5 Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是(　　)

A．电路中交变电流的频率为0.25 Hz

B．通过电阻的电流为

C．电阻消耗的电功率为2.5 W

D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V

对于图所示的电流i随时间t做周期性变 化的图象，下列描述正确的是(　　)

A．电流的大小变化，方向也变化，是交变电流

B．电流的大小变化，方向不变，不是交变电流

C．电流的大小不变，方向不变，是直流电

D．电流的大小不变，方向变化，是交变电流

如下图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100、电阻r＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按下图乙所示正弦规律变化．求：

(1)交流发电机产生的电动势最大值；
(2)电路中交流电压表的示数．

图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（　　）

A．图1表示交流电，图2表示直流电

B．两种电压的有效值相等

C．图1所示电压的瞬时值表达式位u=311sin100πtV

D．图1所示电压经匝数比为10：1的变压器变压后，频率变为原来的1/10

如图所示，图是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线所示，以下关于这两个正弦交流电 的说法正确的是(　　)

A．在图中＝0时刻穿过线圈的磁通量的变化率最大

B．线圈先后两次转速之比为3∶2

C．交流电a的瞬时值为u＝10sin 5πt(V)

D．交流电b的有效值为

如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于磁感应强度为的水平匀强磁场中，线框面积为，电阻为。线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，下列说法正确的是

A．转过时，线框中的电流方向为

B．线框中感应电流的有效值为

C．从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为

D．线框转一周的过程中，产生的热量为

如图所示，长、宽分别为L₁、L₂的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O₁O₂转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小开始时随时间t不断增大，关系式为B=B₀+t，当t=t₁时刻后保持B₁不变，其中B₀、B₁和t₁均为已知。在0～t₁的时间内，若保持线框静止，且线框平面和磁场垂直；t₁时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。

求：（1）0～t₁时间内电流表A的示数；
（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；
（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，电压表V的示数和通过电阻R的电荷量。

如图所示, 图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系. 若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻, 则经过1 min的时间, 两电阻消耗的电功之比W_甲∶W_乙为(　　)

A．1∶	B．1∶2
C．1∶3	D．1∶6

如图所示, 在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T, 转轴O₁O₂垂直于磁场方向, 线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时, 线圈转过60°时的感应电流为1 A. 那么(　 )

A. 线圈消耗的电功率为4 W
B. 线圈中感应电流的有效值为2 A
C. 任意时刻线圈中的感应电动势为
D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为

如图（甲）所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO/与磁场边界重合。线圈按图示方向匀速转动。若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图像是下图（乙）中的哪一个？(      )

如图所示，一种电热取暖器的电路原理图。电热器上标有“220V、800W”字样，电源电压是220V的交流电。则，当S、S₁闭合时候，电热器的发热功率是        W ；当S、S₁和S₂都闭合时，电热器的发热功率是        W。

有一正弦交流电源，如下左图,电压有效值U＝120 V，频率为f＝50 Hz，向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U₀＝60 V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间为           s．