2022届高考物理第十章交变电流传感器第一节交变电流的产生和描述练习

课时作业43交变电流的产生和描绘一、单项选择题（每题6分，共18分）1．（2022·福州模拟）小型沟通发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感觉电动势与时间呈正弦函数关系，如下图，此线圈与一个R＝10Ω的电阻组成闭合电路。不计电路的其他电阻。下列说法正确的选项是（）A．交变电流的周期为B．交变电流的频次为

8HC．交变电流的有效值为

错误!AD．交变电流的最大值为

4A2．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为Ω，现外接一只电阻为Ω的灯泡，如图乙所示，则（）A．电压表V的示数为220VB．电路中的电流方向每秒钟改变50次C．灯泡实际消耗的功率为484WD．发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为J3．电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用。某电解电容器上标有“25V,450μF”字样，下列说法中正确的选项是（）A．此电容器在沟通、直流电路25V的电压时都能正常工作B．此电容器只有在不超过25V的直流电压下才能正常工作C．当工作电压是直流25V时，电容才是450μFD．若此电容器在沟通电压下工作，沟通电压的最大值不能超过25V二、多项选择题（每题8分，共24分）4．（2022·吉林二模）如下图，闭合的矩形导体线圈在匀强磁场中绕垂直于磁ABCD感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向察看，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感觉强度为，线圈匝数为n，边的边长为L1，边的边长为2，线圈电阻为，转BABADLR动的角速度为ω，则当线圈转至图示地点时（）A．线圈中感觉电流的方向为ABCDAB．线圈中的感觉电动势为2nBL2ωC．穿过线圈的磁通量的变化率最大D．线圈AD边所受安培力的大小为错误!，方向垂直纸面向里5．如下图，面积均为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如下图的磁场中，甲图中是磁感觉强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期变化规律为B＝B0co错误!，从图示地点开始计时，则（

T绕OO′轴匀速转动，乙图中磁场）A．两线圈的磁通量变化规律相同B．两线圈中感觉电动势达到最大值的时刻不同C．经相同的时间t（t＞T），两线圈产生的热量相同D．此后时刻起，经T/4时间，流过两线圈横截面的电荷量相同6．如下图，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，电容器两极板水平放置。在两极板间，不计重力的带正电粒子Q在t＝0时由静止释放，若两极板间距足够宽，则下列运动可能的是（）A．若t＝0时，线圈平面与磁场垂直，粒子一定能抵达极板B．若t＝0时，线圈平面与磁场平行，粒子在两极板间往复运动C．若t＝0时，线圈平面与磁场垂直，粒子在两极板间往复运动D．若t＝0时，线圈平面与磁场平行，粒子一定能抵达极板三、非选择题（分值依次为18分、20分、20分）7．某集装箱吊车的沟通电动机输入电压为380V，则该沟通电压的最大值为________V。当吊车以0.1m/的速度匀速吊起总质量为×103kg的集装箱时，测得电动机的电流为20A，电动机的工作效率为________。（g取10m/2）8．如下图，在真空中速度v＝×107m/的电子束，连续地射入两平行极板间，极板长度为＝×10－2m，间距d＝×10－3m。两极板不带电时，电子束沿两极板之间的中线经过，在极板上加50H的交变电压u＝0in，如果所加电压的最大值0超过某一值U时，将c开始出现以下现象：电子束有时能经过两极板，有时中断不能经过。（1）求Uc的大小。（2）求0为何值时才能使经过的时间t通跟中断的时间t断之比即t通∶Δt断＝U2∶1。9．（2022·安徽理综）图1是沟通发电机模型示意图。在磁感觉强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴′转动。由线圈引出的导线ae和OOdf分别与两个跟线圈一同绕OO′转动的金属圆环相连结，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就能够保持和外电路电阻R形成闭合电路。图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动。（只考虑单匝线圈）（1）线圈平面处于中性面地点时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感觉电动势e1的表达式；（2）线圈平面处于与中性面成φ0夹角地点时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感觉电动势e2的表达式；（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。（其他电阻均不计）参照答案1．C2．D3．D4．ACΦ甲＝B0Sco错误!t，乙图中磁通量的变化5．ACD解析：甲图中的磁通量变化规律为规律为Φ乙＝B0Sco错误!t。由于两线圈的磁通量变化规律相同，则两线圈中感觉电动势的变化规律相同，达到最大值的时刻也相同，有效值E也相同，又因两线圈电阻相同，所以Q＝错误!t也相同，经过错误!时间，流过两线圈横截面的电荷量q＝I·错误!也相同，故A、C、D三项正确。6．AB解析：若t＝0时，线圈平面与磁场垂直，则开始时刻，两极板间的电势差为零，故在一个周期内前错误!加快，后错误!减速，粒子将沿一个方向运动，故粒子一定能抵达极板，A正确；若t＝0时，线圈平面与磁场平行，由于开始时刻两极板间的电势差不为零，若带电粒子在1/4个周期内不能抵达另一极板，则带电粒子将在两极板间做往复运动，B正确。7．答案：380错误!75%解析：关于正弦沟通电Um＝错误!U＝380错误!V电动机的输出功率为gv＝W电动机的输入功率为＝错误!，所以Uc＝错误!＝91V。从图中所示交变电压半个周期图象可知，为使题设通断关系建立，应让两极电压在t＝错误!时达到两极电压Uc，ωt＝错误!×错误!＝错误!两极电压u＝Ucinωt，得U0＝105V。9．答案：（1）e1＝BL1L2ωinωt2）e2＝BL1L2ωin（ωt＋φ0）3）πRω错误!2解析：（1）矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则v＝ω·错误!①在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感觉电动势均为E＝BLv②12⊥由图可知v⊥＝in③vωt则整个线圈的感觉电动势为e1＝2E1＝BL1L2ωinωt。④（2）当线圈由图3