高中一轮复习物理课时检测（六十二）交变电流的产生与描述（双基落实课）

课时检测(六十二)交变电流的产生与描述（双基落实课）一、单项选择题1．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图甲所示。则下列说法正确的是()A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01s时刻，Φ的变化率最大C．t＝0.02s时刻，交流电动势达到最大D．该线圈相应产生的交流电动势的图像如图乙所示解析：选B由题图甲可知，t＝0时，通过线圈的磁通量最大，线圈处于中性面位置。t＝0.01s时刻，磁通量为零，但磁通量变化率最大，交流电动势达到最大，A错误，B正确；t＝0.02s时，交流电动势应为0，C、D错误。2．一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为e＝220eq\r(2)sin100πtV，对于这个交变电流的说法正确的是()A．此交变电流的频率为100Hz，周期为0.01sB．此交变电流电动势的有效值为220VC．耐压为220V的电容器能够在该交变电路中使用D．t＝0时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零解析：选B由电动势瞬时值表达式可知，此交变电流的频率为50Hz，周期为0.02s，电动势的有效值为220V，最大值为220eq\r(2)V，耐压为220V的电容器不能使用，故A、C选项错误，B选项正确；当t＝0时，电动势的瞬时值为零，说明t＝0时线圈处于中性面位置，通过线圈的磁通量最大，故D选项错误。3．A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比PA∶PB等于()A．5∶4 B．3∶2C.eq\r(2)∶1 D．2∶1解析：选A由题图及电流的热效应可得：PA＝eq\f(I02R·\f(T,2)＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(I0,2)))2R·\f(T,2),T)＝eq\f(5,8)I02R，PB＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(I0,\r(2))))2R＝eq\f(1,2)I02R，则PA∶PB＝5∶4，A正确，B、C、D错误。4．如图所示为一正弦交流发电机和交流电路模型，图中电流表的示数为1A，电阻R的阻值为2Ω，线圈转动角速度ω＝100πrad/s。则从图示位置开始计时，电阻R两端交变电压的瞬时值表达式为()A．u＝2sin100πtVB．u＝2cos100πtVC．u＝2eq\r(2)sin100πtVD．u＝2eq\r(2)cos100πtV解析：选D电流表的示数为有效值，则Im＝eq\r(2)A，题图所示位置线圈平面与中性面垂直，因此线圈产生的电流的瞬时值表达式为i＝Imcosωt＝eq\r(2)cos100πtA，则电阻R两端交变电压的瞬时值表达式为u＝iR＝2eq\r(2)cos100πtV，D项正确。5．(2018·南京、盐城一模)一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，则在相同时间内电阻产生热量最大的是()解析：选DA、B图像均对应正弦式交变电流，有效值：I1＝I2＝eq\f(\r(2),2)Im＝eq\r(2)A，根据焦耳定律得：Q1＝Q2＝I12RT＝(eq\r(2))2RT＝2RT，C图像对应恒定电流，根据焦耳定律得：Q3＝I32RT＝2.25RT，D图像对应方波交变电流，根据焦耳定律得：Q4＝I42R·eq\f(T,2)＋I4′2R·eq\f(T,2)＝2RT＋2RT＝4RT，故选项D正确。二、多项选择题6．100匝的线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势为e＝100eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(100πt＋\f(π,3)))V，下列说法正确的是()A．交变电动势有效值为100VB．交变电动势有效值为100eq\r(2)VC．穿过线圈的最大磁通量为eq\f(\r(2),π)WbD．穿过线圈的最大磁通量为eq\f(\r(2),100π)Wb解析：选AD由交变电动势的表达式可知，该交变电动势的最大值为100eq\r(2)V，故电动势的有效值为100V，选项A正确；角速度ω＝100πrad/s，而Em＝nBSω＝nΦmω，所以Φm＝eq\f(Em,nω)＝eq\f(\r(2),100π)Wb，选项D正确。7．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列判断正确的是()A．电流表的示数为10AB．线圈转动的角速度为50πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左解析：选AC由题图乙知Im＝10eq\r(2)A，I＝eq\f(Im,\r(2))＝10A，A正确；T＝2×10－2s，ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，B错误；t＝0.01s时，i＝Im，此时线圈平面与磁场方向平行，C正确；由右手定则判定可知，0.02s时电阻R中电流的方向自左向右，D错误。8．如图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的磁铁转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则()A．电流的表达式为i＝0.6sin10πtAB．磁铁的转速为10r/sC．风速加倍时电流的表达式为i＝1.2sin10πtAD．风速加倍时线圈中电流的有效值为0.6eq\r(2)A解析：选AD通过题图乙可知电流的最大值为0.6A，周期T＝0.2s，故ω＝eq\f(2π,T)＝10πrad/s，故电流的表达式为i＝0.6sin10πtA，故A正确；电流的周期为T＝0.2s，故磁铁的转速为n＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.2)r/s＝5r/s，故B错误；风速加倍时，转速加倍，则角速度加倍，根据Em＝nBSω可知产生的感应电动势加倍，形成的感应电流加倍，故风速加倍时电流的表达式为i＝1.2sin20πtA，故C错误；根据C项分析，形成的感应电流Im＝1.2A，故有效值为I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(1.2,\r(2))A＝0.6eq\r(2)A，故D正确。9．(2017·天津高考)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则()A．t＝0时，线圈平面平行于磁感线B．t＝1s时，线圈中的电流改变方向C．t＝1.5s时，线圈中的感应电动势最大D．一个周期内，线圈产生的热量为8π2J解析：选ADt＝0时，磁通量为零，磁感线与线圈平面平行，A正确；当磁感线与线圈平面平行时，磁通量变化率最大，感应电动势最大，画出感应电动势随时间变化的图像如图，由图可知，t＝1s时，感应