3.1 交变电流 一、选择题（共 13 题） 1．下列几幅图描述的是电流 i 随时间 t 变化的关系，其中表示交变电流的是 A． B． C． D． 2．如图所示的四个装置中，与发电机工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 3．线圈在匀强磁场中转动时产生交流电，则下列说法中正确的是（ A．当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势最大 B．当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中感应电动势也是零 ） C．线圈在磁场中每转一周，产生的感应电动势和感应电流的方向改变一次 D．每当线圈越过中性面时，感应电动势和感应电流的方向就改变一次 4．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图 像如图乙所示，则（　　） A．线框产生的交变电动势的频率为 100Hz B．线框产生的交变电动势有效值为 311V C．t = 0.01s 时线框的磁通量变化率为零 D．t = 0.005s 时线框平面与中性面重合 5．图示为交流发电机模型的示意图。位于磁场中的矩形导线框 abcd 可绕过其对称轴的轴线（图中虚线） 转动。已知在 t=0 时刻，线框的平面与磁场方向垂直（即图示位置），并从此位置开始以恒定的角速度绕 转轴沿逆时针方向转动。若规定通过电阻的电流从 e 到 f 为正，则下列 i﹣t 图象正确的是（　　） A． B． C． D． 6．如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈 与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中直流电流表有示数的位置是(　 ) A．甲、丙 B．乙、丁 C．甲、乙 D．丙、丁 7．关于电流的下列说法中，正确的是（ ） A．方向不变，大小随时间做周期性变化的电流叫做交变电流 B．大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流 C．交变电流用符号 DC 表示 D．直流电用符号 AC 表示 8．风速仪的简易装置如图甲所示．在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感 应电流随风速的变化而变化．风速为 v1 时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速 变为 v2，且 v2>v1，则感应电流的峰值 Im、周期 T 和电动势 E 的变化情况是 A．Im 变大，T 变小 B．Im 变大，T 不变 C．Im 变小，T 变小 D．Im 不变，E 变大 9．如图甲所示是某人设计的振动发电装置，它由一个辐向形永久磁铁和一个套在辐向形永久磁场槽中的 线圈组成，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（如图乙所示）．外力推动线圈框架的 P 端，使线圈沿轴 线做往复运动，便有电流通过灯珠．关于此发电装置，以下说法不正确的是（ ） A．该装置是利用电磁感应原理制成的 B．该装置是将机械能转化为电能 C．小灯珠中流过的电流是交流电 D．小灯珠中流过的电流是直流电 10．一闭合矩形线圈 abcd 绕垂直于磁感线的固定轴 OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场 中．通过线圈的磁通量 Φ 随时间 t 的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是 （ ） A．t1、t3 时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B．t1、t3 时刻线圈中感应电流方向改变 C．t2、t4 时刻线圈 cd 边受到的安培力为零 D．t2、t4 时刻线圈中感应电动势最小 11．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，以下说法错误的是 A．通过线圈的磁通量变化率达到最大值 B．通过线圈的磁通量达到最大值 C．线圈平面与磁感线方向垂直 D．线圈中的感应电动势为零 12．如图所示是实验室的手摇发电机给小灯泡供电的装置示意图．在匀速转动手柄的过程中，小灯泡会周 期性的闪亮．以下判断正确的是 A．图示位置线框中产生的感应电动势最大 B．若增大手摇发电机的转速，灯泡亮度将不变 C．若增大手摇发电机的转速，灯泡闪亮的频率将变大 D．小灯泡周期性闪亮的主要原因是电路接触不良 13．一闭合矩形线圈 abcd 绕垂直于磁感线的固定轴 OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场 中，通过线圈的磁通量 Φ 随时间 t 的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A．t1、t3 时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B．t1、t3 时刻线圈中感应电流方向改变 C．t2、t4 时刻线圈中磁通量最大 D．t2、t4 时刻线圈中感应电动势最大 二、填空题 14．交变电流：大小和方向随时间做_________变化的电流叫作交变电流，简称_________。 15．为了防止静电的危害，富兰克林通过一系列实验，发现了_______放电现象，并且在 1753 年发明了避 雷针．电荷的_____形成电流；大小和____随时间发生周期性变化的电流叫交流电． 16．中性面 （1）中性面：与磁感线_________的平面。 （2）当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量_________，线圈中的电流为_________。 17．判断下列说法的正误． (1)应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向．（______） (2)一通电导线放在磁场中某处不受安培力，该处的磁感应强度一定是零．（______） (3)在 B、I、L 大小一定的情况下，导线平行于磁场时，安培力最大，垂直于磁场时，安培力最小．（____ __） (4)线圈在通过垂直中性面的平面时电流最大．（______） (5)对于磁电式电流表，在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关．（______） 三、解答题 18．有人说，在下图中，导电线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因而线圈中产生的感 应电动势最大；导电线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，因而线圈中产生的感应电动 势为零。这种说法是否正确？为什么？ 19．假定线圈绕 OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图所示，则： （1）线圈转动一周的过程中，线圈中的电流方向如何变化？ （2）线圈转动过程中，当产生的感应电流有最大值和最小值时线圈分别在什么位置？ 20．如图所示是电动势随时间变化的图像，图中 Oa、ab、bc、cd 分别对应图 3-1-5 中的哪一个过程？ 参考答案 1．D2．B3．D4．C5．C6．B7．B8．A9．D10．B11．A12．C13．B 14．周期性 交流 15．尖端 定向移动 16．垂直 最大 17．正确； 方向 零 错误； 错误； 正确； 18．这种说法不对。因为当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，此时穿过线圈的磁通量 的变化率最小为零，故感应电动势为零；当线圈平面转到与中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零， 根据法拉第电磁感应定律，则有线圈中磁通量的变化率最大，则线圈的感应电动势也最大。 19．（1）根据右手定则可知各个过程的电流方向为 转动过程 电流方向 甲→乙 B→A→D→C 乙→丙 B→A→D→C 丙→丁 A→B→C→D 丁→甲 A→B→C→D （2）线圈转到乙或丁位置时线圈中的感应电流最大。线圈转到甲或丙位置时线圈中感应电流最小，为 零，此时线圈所处的平面称为中性面。 20．电动势的图像中 Oa 段表示从中性面开始转动 90°的过程，即过程图中 a→b； ab 段表示从过程图中 b→c； bc 段表示从过程图中 c→d； cd 段表示从过程图中 d→e；