2019版高考物理大第十一章交变电流传感器课时达标30交变电流的产生及其变化规律.docx

课时达标第30讲 交变电流的产生及其变化规律解密考纲理解交变电流的产生过程，能正确推出交变电流的表达式；理解描述交变电流的几个物理量，会计算交变电流的有效值1如图所示，面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsin t的图是(A)解析线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为eBSsin t，由这一原理可判断，A图中感应电动势为eBSsin t；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D图中的转动轴与磁场方向平行，而不是垂直2如图所示电路中，电源电压u311sin 100t V，A、B间接有“220 V440 W”的电暖宝、“220 V220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝下列说法正确的是(D)A交流电压表的示数为311 VB电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 AC电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32104 J解析交流电压表的示数为有效值为220 V，故选项A错误；由公式PUI知电路要正常工作，干路中电流有效值为3 A，所以保险丝的额定电流不能小于3 A，故选项B错误；电暖宝是纯电阻用电器，P热P电，而抽油烟机是非纯电阻用电器，P热P电，故选项C错误；1 min内抽油烟机消耗的电能为WPt1.32104 J，故选项D正确3家庭电路中的调光灯、调速电风扇以前是用变压器来实现的，该技术的缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的如图为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压那么现在电灯上的电压为(C)AUm B C D解析电灯上的电压值，如没有特殊说明一般指电压的有效值，设加在电灯上电压的有效值为U，取一个周期，由电流的热效应得T，所以可得U，故选项C正确4交流发电机在工作时产生的电压的表达式为uUm sin t，保持其他条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时电压的变化规律变为(B)A4Um sin t B4Um sin 2tC2Um sin t DUm sin t解析线圈的转速和匝数同时增加一倍，则Um增加到原来的四倍，线圈的转速增加一倍，则为原来的两倍，故电压的变化规律变为4Um sin 2t，选项B正确5一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 .磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为(B)Al05A B105 AC105A D105A解析由法拉第电磁感应定律和欧姆定律可得03 s内产生的感应电流I12105 A,35 s内产生的感应电流I23105 A，且与03 s内方向相反，于是可作出i随时间t变化的图象如图所示由有效值的定义得IRt1IRt2I2Rt，代入数据可得I105 A，故选项B正确6如图所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看做零，反向电阻可看做无穷大)，在A、B间加一正弦交变电压U20sin 100t V，则加在R2上的电压的有效值为(D)A10 V B20 V C15 V D5 V解析根据有效值的定义可得T, 解得加在R2上的电压的有效值U5 V，选项D正确7将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，则灯泡的电阻应为(B)A BC D解析导线转动过程中产生正弦交流电，其最大值为Em2nBl2，根据小灯泡正常发光，有P2，解得R，选项B正确8实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V已知R10 ，线圈电阻忽略不计，则下列说法正确的是 (D)A线圈平面与磁场平行时，线圈中的瞬时电流为零B从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流瞬时值表达式为isin 50t AC流过电阻R的电流每秒钟方向改变25次D电阻R上的热功率等于10 W解析线圈平面与磁场平行时，线框切割磁场的两边正好垂直切割，瞬时感应电流最大，选项A错误由题意得Em10 V，f25 Hz，icos 50t A，选项B错误；电流方向每秒改变50次，选项C错误；PR10 W，选项D正确9如图所示，图线a是线圈在磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b所示以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是(C)A线圈先后两次转速之比为12B交流电a的电压瞬时值u10sin 0.4t VC交流电b电压的最大值为 VD在图中t0时刻穿过线圈的磁通量为零解析由题图可知，周期Ta0.4 s，Tb0.6 s，则线圈先后两次转速之比nanbTbTa32，故选项A错误；由题图知交流电a的电压最大值Uma10 V，周期Ta0.4 s，a5 rad/s，交流电压的瞬时值表达式为uUmasin t10sin 5t (V)，故选项B错误；由电动势的最大值EmNBS，知两个电压最大值之比UmaUmbab32，则交流电b电压的最大值为 V，故选项C正确；t0时刻u0，根据法拉第电磁感应定律，磁通量变化率为零，而磁通量最大，故选项D错误10(多选)图甲为一台小型发电机构造示意图，内阻r5.0 ，外电路电阻R95 ，电路中其余电阻不计发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数N100.转动过程中穿过每匝线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，则(BC) At3.14102 s时，该小型发电机的电动势为零B该小型发电机的电动势的最大值为200 VC电路中电流最大值为2 AD串联在外电路中的交流电流表的读数为2 A解析t3.14102 s时，磁通量的变化率最大，该小型发电机的电动势有最大值，选项A错误；从t图线可以看出，max1.0102 Wb，T3.14102 s，感应电动势的最大值EmaxNmax200 V，选项B正确；电路中电流最大值Imax2 A，选项C正确；交流电流表读数是交变电流的有效值，即I1.4 A，选项D错误11如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压为uab为正，下列uabt图象可能正确的是(C)解析由题知通过外圆