4 . 变化的电流

当今人类生存的环境是一个“电的世界”，我们的生活离不开电。电流既有稳恒电流，又有变化的电流。

1．感应电流

如下图所示，左端接有阻值R=2Ω电阻的足够长光滑导体框固定在水平面上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1T。一根长L=1m，质量m=1kg的导体棒在水平外力F的作用下由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小a=2m/s²。若框与导体棒的电阻不计，则外力F随时间t变化的函数表达式为 F=______（N），0~2s内流经导体棒的电荷量为______C。

2．交流电的产生

（1）交流发电机原理示意图如下图所示。当线框转至和中性面重合时，穿过线框的磁通量______（选填“最大”或“最小”）。

（2）下图中属于交流电的是_______。

A．     B．

C．       D．

3．家庭电路所用的是如下图所示的正弦交流电。

（1）该交流电的频率为______Hz；电压有效值为______V。

（2）在研究交流电的功率时，通常用有效值表示交流电产生的效果。有效值的引入体现了______。

A．控制变量的思想                                        B．极限的思想

C．微小量放大的思想                                 D．等效替代的思想

（3）指出下图所示的家庭电路中存在的三个安全隐患：

①______；②______；③______。

5 . 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，全球风能约有2.74×10⁹MW，可以利用的风能为2×10⁷MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。某风力发电系统有风机叶轮、传动装置，发电机、变流器、机组升压器和升压站等部分组成。完成下列问题：
1．如图，某风力发电机的叶片长35m，匀速转一圈约4s，叶片顶端A点的线速度大小__________m/s。某时刻叶片A、B、C三点中(      )

A．B和C的角速度相同       B．A和B的线速度相同
C．A和C的线速度相同       D．A和C的向心加速度相同
2．风力发电机的叶片转动时可形成半径为R的圆面，设风速恒定为，风向恰好垂直于叶片转动面，已知空气的密度为，该风力发电机能将此圆面内空气动能的10%转化为电能。则在时间t内经过风力发电机叶片圆面的气流的动能__________。此风力发电机的发电功率__________。
3．发电机主要是利用下列哪个物理原理工作的（　　）

A．电流的磁效应	B．电磁感应原理
C．磁场对电流的作用	D．电磁振荡

4．如图为某发电机的模型，边长l的正方形闭合导线框abcd在磁感强度为B的匀强磁场中绕中心轴顺时针匀速转动，角速度为。某时刻转到线框平面和磁场平行。该时刻导线框内的感应电流方向为__________（选“abcda”或者“adcba”）。若线框内有n匝线圈。该时刻线框内感应电动势__________。

5．功率为540kW的发电机，发出的电压有效值为700V，通过机组升压变压器将电压升到10kV，则需要的升压变压器原副线圈的匝数之比__________，升压变压器线圈导线的粗细应当选择__________。（A.原线圈比副线圈粗B.原线圈比副线圈细C.原线圈和副线圈一样粗细）。
6．从供电网接入小李家的正弦交流电压随时间变化图像如图所示，该交流电的频率__________Hz，如用多用表交流电压档测量该交流电压，则测量值约为__________V。

10 . 某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为的正方形，共匝，总阻值为。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场。 大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（       ）

   

A．线圈转动的角速度为

B．灯泡两端电压有效值为

C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为

D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮