高2021届高2018级高中物理大一轮复习资料三维设计课件课时跟踪检测(三十六)交变电流的产生及描述

第10页共8页课时跟踪检测（三十六） 交变电流的产生及描述[A级一一基础小题练熟练快]1.（2019临沂一模）如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴 Pi和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时（ ）A.线圈绕Pi转动时的电流等于绕 P2转动时的电流B.线圈绕Pi转动时的电动势小于绕 P2转动时的电动势C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同 ，都是a-b-c-d-aD.线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕 P2转动时dc边受到的安培力【试题解析】：选A线圈绕垂直于磁场方向的轴转动产生交变电流 ，产生的电流、电动势及线圈各边所受安培力大小与转轴所在位置无关 ，故A又IB、D错；图示时刻产生电流的方向为a-d―c-b一a,故C错。2.（多选）（2020衡水*II拟）如图所示，线圈ABCD匝数n=10，面积S=0.4XXXKm2,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‘「匕"兀 MKXXXXXX场若线圈从图示彳置开始绕 AB边以co=107trad/s的角速度匀速转动，则1K父£kTOC\o"1-5"\h\z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 80VC.线圈车专动610s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 40V【试题解析】：选BD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；电兀动势最大值Em=nBSco=80V,故B正确；线圈转动京s、转过角度不瞬时感应电动势为eEmsin]=40V,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推R；=RRT,可得电动势有效值E=Em=40V,故D正确。.已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化 ，其中0〜;时间内为正弦交流电的一部分 ，将一个多用电表（已调至交变电流电流挡）与这个电阻元件串联，则多用电表的读数为(B.17B.17AD.5j’2AC..19AT 8TT【试题斛析】：选B在0〜4-时间内，正弦交流电的有效值为乐A；在彳〜2时间内，电流为0；在T：〜T时间内，直流电的电流为3小Ao根据交流电有效值的定义可得此交变电流的有效值I产生的焦耳热与各段时间产生焦耳热的关系为 I2RT=是RXT+(3<2)2RXT,解得1=匹A,选项B正确。.(2019唐山*II拟)图甲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 。。匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10◎的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表 ，示数是10V。图乙是穿过矩形线圈磁通量①随时间t变化的图像。则下列说法正确的是 ( )A.电阻R的电功率为20WB.0.02s时R两端的电压瞬时值为零C.R两端的电压随时间变化的规律是u=14.1cos1007tt(V)C.R两端的电压随时间变化的规律是u=14.1cos1007tt(V)D.通过R的电流随时间变化的规律是i=cos50兀t(A)【试题解析】：选C电阻R的电功率P=U-=10W,A项错误；0.02s时穿过线圈的磁

R通量变化率最大人两端的电压瞬时值最大万项错误；R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos1007tt(V),通过R的电流随时间变化的规律是 i=1.41cos1007tt(A),C项正确,D项错误。.图甲所示电压按正弦规律变化 ，图乙所示电压是正弦交流电的一部分 ，则下列说法正确的是（ ）A.图乙所示的电压也是正弦交流电压B.图甲所示电压的瞬时值表达式为 u=10sin（50兀t）VC.图乙所示电压的周期与图甲所示电压周期相同D.图甲所示电压的有效值比图乙所示电压的有效值小【试题解析】：选D图乙所示电压只有一部分按正弦交流电压变化 ，整个不能称为正弦交流电压，选项A错误；图甲所示电压的瞬时值表达式为 u=10sin（100兀t）V,选项B错误；图乙所示电压的周期为图甲所示电压周期的 2倍,选项C错误；图甲所示电压的有效值为 电U2TU2V,对图乙由 •刀=三丁得电压的有效值为U=10V,因此选项D正确。R2R.（2020福州质检）某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示 ，现用该电源对标称值为“5V10W”的电动机供电，电源内阻不计，下列说法正确的是为“5VA.电动机的内阻为2.5QTOC\o"1-5"\h\zB.电动机的发热功率为 10WC.通过电动机的电流为 2AD.通过电动机的电流为 2M2A【试题解析】：选C由题图知该电源电动势最大值 Em=5V2V,则有效值E=5V,通过电动机的电流I=10A=2A,电动机是非纯电阻元件，电动机内阻r<5Q=2.5◎，电动机的发热功率P热=I2r<P总=10W,故A、B、D三项错误，C项正确。.（多选）如图甲所示，标有“220V40W”的灯泡和标有“20^F320V”的电容器并联到交流电源上，（£■为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示 ，闭合开关。下列判断正确的是（ ）B.灯泡恰好正常发光C.电容器不可能被击穿D.（v的示数保持110\/2V不变【试题解析】：选BC 的示数应是电压的有效值220V,故选项A、D错误；电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压 ，灯泡正常发光，选项B正确；电压的峰值Um=22072V-311V,小于电容器的耐压值，故电容器不可能被击穿，选项C正确。[B级——增分题目练通抓牢].（多选）如图，M为半圆形导线框，圆心为Om;N是圆心角为直 xxxxxxxTOC\o"1-5"\h\zXMXXX角的扇形导线框，圆心为On；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆一势义 号*弧半径相等；过直线OmOn的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂iW N直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过 Om和On的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则（ ）A.两导线框中均会产生正弦交流电B.两导线框中感应电流的周期都等于 TC.在t=3t两导线框中产生的感应电动势相等D.两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等【试题解析】：选BC两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变 ，选项A错误；导线框的转动周期为「则感应电流的周期也为「选项B正确；在t=£时，切割磁感

线的有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项C正确；M导线框中一直有感应电流，N导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值不相等，选项D错误。.某研究小组成员设计了一个如图所示的电路 ，已知纯电阻R的阻一一以一值不随温度变化。与R并联的是一个理想的交流电压表 ,D是理想二极*©管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大）。在A、B间加一 乂再 O7O 交流电压，瞬时值的表达式为u=20或sin100兀t（V）,则交流电压表示数为（ ）A.10V B.20VC.15V D.14.1V【试题解析】：选D二极管具有单向导电性，使得半个周期内R通路,另半个周期内R断路,在正半周内，交流电的有效值为20V,故一个周期内的电阻发热为 Q=U2T=誓],解得RR2U=10啦V=14.1V,选项D正确。.如图所示，一半径为L的导体圆环位于纸面内，0为圆心。环内两 —个圆心角为90。且关于。中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场 ，两磁场（*A卜不；硼辽斗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、・・/。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,'工工一不计圆环和导体杆的电阻，当杆OM以恒定角速度④逆时针车t动时，理想电流表A的示数为TOC\o"1-5"\h\z（ ）收BL2、 BL23A.4R B.4R.：2BL23 BL2-C.2R【试题解析】：选AOM切割磁感线产生的电动势E=-2—,OM切割磁感线时产生的C.2R感应电流I=E，设电流的有效值为I有效，则I有效2RT=2I2RJt,解得I有效=啦:]⑴，选项AR 4 4R正确。.侈选）（2019河北省张家口市期末）如图所示，处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中的矩形线框MNPQ,以恒定的角速度④绕对角线NQ转动。

，下列说法正确的已知MN长为li,NP长为12,线框电阻为Rot=0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是（）A.矩形线框产生的感应电动势有效值为 乎B11123B111B1112

~R~C.矩形线框转动一周，通过线框任意横截面的电荷量为D.矩形线框转过兀过程中产生的热量为兀B*12*11212232R【试题解析】：选ABD产生正弦式交变电流，最大值为Em=B1i123,所以有效值为：E过程中产生的热量为:Em=；BL23,故对应的瞬时值过程中产生的热量为:Em=；BL23,故对应的瞬时值表达式为e=2BL流过电阻R的电荷量q=",选项C错误;R+r电阻R上产生的热量应利用有效值求解 ，即转动RX2I=RX2I=兀BaLR，选项口正确。3 4(R+r)2Em周的过程中产生的热量Q=、/2V2（R十r）13.（多选）如图甲所示是一种振动发电装置的示意图 ，半径为r=0.1m、匝数n=20的线圈位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布 （其右视图如图乙所示）。线圈所在位置的磁感应强度的大小均为 B；0101线圈电阻为Ri=0.5◎，它的引出线接有R2=9.5Q的小电珠L。外力推动线圈框架的 P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示（摩擦等损耗不计，则（ ）A.小电珠中电流的峰值为 0.16AB.小电珠中电流的有效值为 0.16AC.电压表的示数约为1.5VD.t=0.01s时外力的大小为 0.128N【试题解析】：选AD由题意及法拉第电磁感应定律知道 ，线圈在磁场中做往复运动产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律 ，线圈中的感应电动势的峰值为 Em=nBlv20X0^0X2TtX0.1X2，，，，，，，，，一， Em 兀 、，一=nB2Ttrv,故小电珠中电流的峰值为 Im= = A=0.16A,选项R1+R2 9.5+0.5A正确，B错误；电压表示数为U=A2R2=1.07V,选项C错误；当t=0.01s也就是4时，外力的大小为F=nB2"Im=0.128N,选项D正确。14.（多选）（2020威海质检）如图甲所示为手机无线充电工作原理的示意图 ，由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数为 n=50匝，电阻r=1.0◎，在它的c、d两端接一阻值R=9.0◎的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场 ，其磁通量随时间按图乙所示的规律变化，可在受电线圈中产生电动势最大值为 20V的正弦交流电，设磁场竖直向上。则：

A.在t=TtX103s时,受电线圈中产生电流的大小 2.0AB.在t=兀x103s时,c端电势低于d端C.在一个周期内，电阻R上产生的热量为5.7X10-3JD.从ti到t2时间内，通过电阻R的电荷量为2X10-3C【试题解析】：选AD由题图乙知t=ttX10-3s时受电线圈中产生的电动势最大 ，为1=隼=血A,电阻在一,2 -Em=20V,线圈中产生感应电流的大小为 1=隼=血A,电阻在一,2 -得到此时c端电势高于d端，故B错误；通过电阻的电流的有效值为A①个周期内产生的热量Q=I2RT=5.7X10—2J,故C错误；线圈中感应电动势的平均值 E=n——At E T3T通过电阻R的电流的平均值为1=:,通过电阻R的电荷量q=I-At,由题图乙知，在；〜3T的A①时间内，A(D=4X104Wb,解得q=n