（江苏专用）2021版高考物理一轮复习 课后限时集训32 交变电流的产生及描述.doc

课后限时集训32交变电流的产生及描述建议用时：45分钟1(2019广西桂林市、贺州市期末联考)一台小型发电机与计算机相连接，计算机能将发电机产生的电动势随时间变化的图象记录下来，如图甲所示，让线圈在匀强磁场中以不同的转速匀速转动，计算机记录了两次不同转速所产生正弦交流电的图象如图乙所示。则关于发电机先后两次的转速之比nanb，交流电b的最大值正确的是()甲乙a32， v b32， vc23， v d23， vb由题图可知，a的周期为0.4 s，b的周期为0.6 s，则由n可知，转速与周期成反比，故曲线a、b对应的线圈转速之比为32；曲线a表示的交变电动势最大值是10 v，根据emnbs得曲线b表示的交变电动势最大值是 v，故b正确，a、c、d错误。2.如图所示，一半径为l的导体圆环位于纸面内，o为圆心。环内两个圆心角为90且关于o中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为b、方向相反且均与纸面垂直。导体杆om可绕o转动，m端通过滑动触点与圆环良好接触，在圆心和圆环间连有电阻r，不计圆环和导体杆的电阻，当杆om以恒定角速度逆时针转动时，理想电流表a的示数为()a. b c. daom切割磁感线产生的电动势e，om切割磁感线时产生的感应电流i，设电流的有效值为i有效，则irt2i2rt，解得i有效，选项a正确。3小型交流发电机的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的关系是正弦函数。将发电机与一个标有“6 v6 w”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻。当线圈的转速为n5 r/s时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时值表达式为()aisin 5t(a) bisin 10t(a)ci1.41sin 5t(a) di1.41sin 10t(a)d因为小灯泡正常发光，所以电路中电流的有效值为i1 a，则电流的最大值为im a1.41 a。因为转速n5 r/s，且2n，所以10 rad/s，故电路中电流的瞬时值表达式为t1.41sin 10t(a)，选项d正确。4(2019资阳模拟)如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴oo匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示。若外接电阻的阻值r9 ，线圈的电阻r1 ，则下列说法正确的是()甲乙a线圈转速为100 rad/sb0.01 s末穿过线圈的磁通量最大c通过线圈的最大电流为10 ad电压表的示数为90 vc由乙图可知，线圈转动的周期t0.04 s，线圈转速n数值上等于频率，而f25 hz，因此线圈转速为n25 r/s，故a项错误；0.01 s末，线圈产生的感应电动势最大，此时线圈处于与中性面垂直位置，穿过线圈的磁通量最小为零，故b项错误；根据闭合电路的欧姆定律可知im a10 a，故c项正确；电压表测量的是有效值，故ur45 v，故d项错误。5(多选)(2019广东高三月考)如图甲所示，为新能源电动汽车的无线充电原理图，m为匝数n50匝、电阻r1.0 的受电线圈，n为送电线圈。当送电线圈n接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确是()甲乙a受电线圈产生的电动势的有效值为10 vb在t1时刻，受电线圈产生的电动势为20 vc在t1t2内，通过受电线圈的电荷量为4102 cd在t1t2内，通过受电线圈的电荷量为2102 cad由图乙可知，t103 s，受电线圈的最大磁通量为m2.0104 wb，所以受电线圈产生的电动势最大值为emnm502.0104 v20 v，所以受电线圈产生的电动势的有效值为e10 v，故a正确；由图乙可知，t1时刻磁通量变化率为0，由法拉第电磁感应定律可知，此时受电线圈产生的电动势为0 v，故b错误；由公式q，代入数据解得q c2.0102 c，故c错误，d正确。6(2019苏州期末)图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中受电线圈示意图，已知线圈匝数n100匝、电阻r1 、横截面积s1.5103 m2，外接电阻r7 。线圈处在平行于线圈轴线的磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设磁场的正方向水平向左，则()甲乙a在t0.005 s时通过电阻r的电流大小为0b在t0.005 s时通过电阻r的电流方向由a流向bc在00.01 s内通过电阻r的电荷量q1.5103 cd在0.020.03 s内电阻r产生的焦耳热为q1.8103 jc在t0.005 s时，磁通量变化最快，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势最大，通过r的感应电流最大，故a错误；在t0.005 s时，根据楞次定律可知，感应电流方向由b流向a，故b错误；根据法拉第电磁感应定律en，i，qit，联立可得q c1.5103 c，故c正确；由于磁感应强度按正弦规律变化， rad/s100 rad/s，所以产生的感应电动势的最大值emnm10041021.5103100 v0.6 v，电流的有效值为i a，在0.020.03 s内电阻r产生的焦耳热为qi2rt270.01 j1.9103 j，故d错误。7(2019全国长郡中学高考模拟)如图所示，甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为r2 的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，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器r的最大阻值为r04 ，滑动片p位于滑动变阻器中点，定值电阻r17 ，r22 ，其他电阻不计。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关s。线圈转动过程中理想交流电压表示数是10 v，图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图象。则下列说法正确的是()甲乙a电阻r上的热功率为0.5 wb0.02 s时滑动变阻器r两端的电压瞬时值为零c线圈产生的电压随时间变化的规律是e10cos 100t(v)d线圈从零时刻转动到t s的过程中，通过r1的电荷量为 ca根据串并联电路的知识得：负载总电阻r总r110 ，理想交流电压表示数是10 v，所以干路电流i1 a，所以电阻r2上两端电压ur21 v，电阻r2上的热功率pr20.5 w，故a正确。由乙图可知，0.02 s通过线圈的磁通量为零，感应电动势最大，r两端的电压瞬时值不为零，故b错误。由乙图可知，t0.02 s，100 rad/s，电动势的有效值e10 v12 v12 v，电动势的最大值em12 v，所以线圈产生的e随时间t变化的规律是e12cos 100t(v)，故c错误。电动势的最大值em12 vnbs，bs wb。矩形线圈磁通量随时间t变化的规律为sin 100t wb，线圈开始转动到t s的过程中，通过电阻r1的电量为 c，故d错误。8.(多选)(2019河北省衡水金卷模拟一)如图所示，线圈abcd匝数n10，面积s0.4 m2，边界mn(与线圈的ab边重合)右侧存在磁感应强度b t的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕ab边以10 rad/s的角速度匀速转动。则以下说法正确的是()a线圈产生的是正弦交流电b线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为80 vc线圈转动 s时瞬时感应电动势为40 vd线圈产生的感应电动势的有效值为40 vbd线圈在有界匀强磁场中将产生正弦半波脉动电流，故a错误；电动势最大值emnbs80 v，故b正确；线圈转动 s、转过角度，瞬时感应电动势为eemsin 40 v，故c错误；在一个周期时间内，只有半个周期产生感应电动势，根据有效值的定义有rrt，可得电动势有效值e40 v，故d正确。9.(多选)如图所示，边长为l的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为r，ab的中点和cd的中点的连线oo恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为b，若线圈从图示位置开始，以角速度绕oo轴匀速转动，则以下判断正确的是()a图示位置线圈中的感应电动势最大为embl2b从图示位置开始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为ebl2sin tc线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻r的电荷量为qd线圈转动一周的过程中，电阻r上产生的热量为qbd题图位置线圈中的感应电动势最小，为零，a错误；若线圈从题图位置开始转动，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式ebl2sin t，b正确；线圈从题图位置转过180的过程中，流过电阻r的电荷量为qt，c错误；embl2，线圈转动一周的过程中，电阻r上产生的热量为qr，d正确。10(2019湖北省大冶市月考)如图甲所示，将阻值为r5 的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电压表、电流表均为理想电表，下列说法正确的是()甲乙 丙丁a电压表两端读数为2.5 vb电阻r消耗的电功率为1.25 wc若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，如图丙所示，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 ad图乙交变电流与图丁所示电流比较，接同一电阻的发热功率之比为12d由图可知，电流的最大值im0.5 a，则电压的最大值：umimr0.55 v2.5 v，那么电压的有效值u1.25 v1.77 v，故a错误；r上的电功率pui0.625 w，故b错误；转速增倍，电流也增倍，则电流的最大值变为1 a，有效值变为 a，则电流表读数为 a，故c错误；由有效值的概念可得丁的电流有效值为0.5 a，则乙与丁的电流有效值之比为1，根据pi2r可知，发热功率之比为12，故d正确。11(多选)(2019天津高考)单匝闭合矩形线框电阻为r，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间t的关系图象如图所示。下列说法正确的是()a.时刻线框平面与中性面垂直b线框的感应电动势有效值为c线框转一周外力所做的功为d从t0到t过程中线框的平均感应电动势为bc中性面的特点是与磁场垂直，穿过的磁通量最大，磁通量变化率最小，则时刻线框在中性面上，a错；电动势最大值为emmm，对正弦交流电，e有，b对；由功能关系知，线框转一周外力做的功等于产生的电能，we电t，c对；由法拉第电磁感应定律知，d错。12(2019山东省实验中学高考模拟)如图所示，正方形线圈abcd的边长l0.3 m，线圈电阻为r1 。直线oo与ad边相距l，过oo且垂直纸面的竖直平面右侧有磁感应强度b1 t的匀强磁场，方向垂直纸面向里。线圈以oo为轴匀速转动，角速度20 rad/s，以图示位置为计时起点。则()a线圈中产生的交流电瞬时值表达式为u0.6cos 20tb流过ab边的电流方向保持不变c当t s时，穿过线圈的磁通量为0.06 wbd从t0到t s，穿过线圈磁通量的变化量大小为0.06 wbc当bc边在磁场中时，线圈中产生的交流电最大值为em1bs11200.30.1 v0.6 v，则瞬时值表达式为u0.6sin 20t(v)；当ad边在磁场中时，线圈中产生的交流电最大值为em2bs21200.30.2 v1.2 v，瞬时值表达式为u1.2sin 20t(v)，选项a错误；每个周期电流方向改变两次，故b错误；t s时，线圈转过180，adoo在磁场中，垂直于磁场，故穿过线圈的磁通量为bl210.320.06 wb，故c正确；从t0到t s，线圈转过90，此时线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，故穿过线圈磁通量的变化bs0.03 wb，故d错误。13.(多选) 如图所示，电阻为r的单匝矩形线圈面积为s，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。匀强磁场的磁感应强度为b，t0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则()a滑片p下滑时，电压表的读数不变b图示位置线圈中的感应电动势最大c线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻r的电荷量为d1 s内流过r的电流方向改变次cd滑片p下滑时，外电阻增大，电压表的读数变大，a错误；图示位置穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零，b错误；线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻r的电荷量q，c正确；一个周期内线圈2次通过中性面，电流方向改变2次，交流电的频率为，所以1 s内流过r的电流方向改变次，d正确。14(2019江苏扬州中学高考模拟)如图所示，一个长为2l、宽为l的矩形线框，电阻为r，放在绝缘的水平面上，处于竖直向下的磁场中。在t0到t时间内，磁感应强