73交变电流的产生及描述[方法点拨]交变电流的产生往往与交变电流图象结合出题，要能将交变电流的图象与线圈的转动过程一一对应起来，分析电流、电动势、磁通量的变化规律．1．矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生如图1所示的交流电，取沿a→b→c→d→a方向为电流正方向，则对应t1时刻线圈的位置应为下列选项中的()图12．(2018·常熟市模拟)如图2甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴OO′以角速度ω匀速转动，矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表．图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图象，则下列说法中正确的是()图2A．从t1到t3这段时间穿过线圈的磁通量的变化量为2nBSB．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为C．t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为nBSωD．电流表的示数为3．(多选)某一交流电的电压随时间变化的规律为：u＝100sin100πt(V)，将其接在阻值为R＝100Ω的电热丝两端，则下列说法正确的是()A．该交流电压的周期为0.02sB．该电热丝消耗的电功率为200WC．该交流电每秒内电流方向改变50次D．用电压表测该用电器两端电压其示数为100V4．(多选)如图3所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω，线圈匝数为n，电阻为r，外接电阻为R，A为理想交流电流表，线圈从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)转过60°时的感应电流为i，下列说法正确的是()图3A．电流表的读数为2iB．转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为C．从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为D．线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为5．(2018·玄武区模拟)如图4为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动．磁场的磁感应强度B＝×10－2T，线圈的面积S＝0.02m2，匝数N＝400匝，线圈总电阻r＝2Ω，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R＝8Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，线圈的转速n＝r/s.在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是()图4A．交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e＝8sin100t(V)B．交流电压表的示数为8VC．从t＝0时刻开始线圈平面转过30°的过程中，通过电阻的电荷量约为5.7×10－3CD．电阻R上的热功率为6.4W答案精析1．B[由产生的交变电流图象可知，t1时刻，电流是正最大值，说明线圈垂直切割磁感线，即线圈处于与磁感线方向平行位置．电流方向为a→b→c→d→a，根据右手定则可判断出对应t1时刻线圈位置正确的是选项B.]2．D[从t1到t3的过程，穿过线圈的磁通量变化量为零，选项A错误；从t3到t4的过程，穿过线圈的磁通量变化量为BS，故通过电阻R的电荷量q＝n＝，选项B错误；t3时刻产生的电动势大小为E0，由法拉第电磁感应定律可得E0＝n＝nBSω，可得＝BSω，选项C错误；线圈产生的交流电的电动势有效值为E＝，由闭合电路欧姆定律可得，电流表的示数I＝＝，选项D正确．]3．AD4.BCD5．C[磁场的磁感应强度B＝×10－2T，线圈面积S＝0.02m2，匝数N＝400，线圈总电阻r＝2Ω，线圈的转速n＝r/s，故ω＝100rad/s，交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e＝NBSωcosωt＝8cos100t(V)，A项错误；交流电压表显示出的是路端电压有效值，故示数为＝6.4V，B项错误；从t＝0时刻转过30°的过程中，通过电阻的电荷量为q＝＝C＝4×10－3C≈5.7×10－3C，C项正确；电阻R上的热功率P＝I2R＝2·R＝5.12W，D项错误．]
