山东专用2020版高考物理一轮复习第十一章第1节交变电流的产生和描述练习含解析新人教版.pdf
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1、第 1 节 交变电流的产生和描述第 1 节 交变电流的产生和描述 1.(2019河南洛阳模拟)(多选)图中闭合金属线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴 匀速转动,能产生正弦式交变电流的是( AD ) 解析:A图中,虽然只有一半金属线圈在磁场中,但是始终有一边切割磁感线,转动过程中感应 电动势连续按照正弦规律变化,故 A 正确,B 图中,线圈转动,磁通量不变,无感应电流,故 B 错 误,C 图中,只有半周有电流,不能产生正弦式交变电流,故 C 错误,D 图中,转轴垂直于磁场, 转 动过程中,有效面积为线圈面积的一半,能产生正弦式交变电流,故 D 正确. 2 . ( 2 0 1 9 广 东 惠
2、州 模 拟 ) 交 流 发 电 机 在 工 作 时 的 电 动 势 为 E = E0sin t,若将其电枢的转速提高到原来的 2 倍,其他条件不变,则其电动势变为( B ) A.E0sin 2t B.2E0sin 2t C.E0sin D.2E0sin 解析:感应电动势的瞬时值表达式为 E=E0sin t,当将其电枢的转速提高到原来的 2 倍时, 由 =2n,E0=nBS,可知 E0和 都增加 2 倍,其表达式变为 2E0sin 2t,故 B 正 确,A,C, D 错误. 3.(2019北京模拟)如图所示的空间存在一匀强磁场,其方向垂直于纸面向里,磁场的右边 界为 MN,在 MN 右侧有一矩形
3、金属线圈 abcd,ab 边与 MN 重合.现使线圈以 ab 边为轴按图示方 向匀速转动(从上往下看为顺时针转动),将a,b两端连到示波器的输入端,若ab边中电流从a 到 b 为正,则从示波器观察到的 ab 中电流随时间变化的图形是( D ) 解析:先将右侧磁场补全,即矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,会产生正弦式交变电流,由楞 次定律可知,电流从 0 开始,沿负向,可画出完整电流随时间变化的图形,在此基础上,去掉右 侧磁场,故需将完整图形中每个周期的前 周期及后 周期图形去掉,选项 D 正确. 4.(2018甘肃天水模拟)如图所示,是一个匝数n=10的线圈在匀强磁场中沿垂直于磁场方向 的固定轴转
4、动时,通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像.关于线圈中的感应电动势,以下 说法正确的是( B ) A.在 t1=0.1 s 时,线圈中的感应电动势最大 B.在 t2=0.2 s 时,线圈中的感应电动势最大 C.在 t3=0.2 s 时,线圈位于中性面位置 D.在 t4=0.4 s 时,线圈中的感应电动势改变方向 解析:由图像可知,在t1=0.1 s时刻,线圈中的磁通量最大,线圈转到中性面位置,感应电动势 为零,故A错误;在t2=0.2 s时刻,线圈中的磁通量为零,线圈平面跟磁场平行,感应电动势最 大,故 B 正确,C 错误;t4=0.4 s 时,线圈中的感应电动势的方向不变,故 D 错误. 5
5、.(2019河南焦作模拟)如图所示的交变电流,最大值为 Im,周期为 T,则下列有关该交变电 流的有效值 I,判断正确的是( B ) A.I= B.I D.以上均不正确 解析:正弦式交变电流的最大值与有效值之间的关系为I有=,从图像可以看出,正弦式交变 电流的每一时刻的电流都比题中的电流大,所以正弦式交变电流的有效值也比题中交变电流 的有效值大,即 I,故 B 正确. 6.(2019河北唐山模拟)一个U形金属线框在匀强磁场中绕OO轴以相同的角速度匀速转动, 通过导线给同一电阻 R 供电,如图(甲)、(乙)所示.其中(甲)图中 OO轴右侧有磁场,(乙)图 中整个空间均有磁场,两磁场磁感应强度相同
6、.则(甲)、 (乙)两图中交流电流表的示数之比为( A ) A.1 B.12 C.14 D.11 解析:题图(甲)中的磁场只在OO轴的右侧,所以线框只在半周期内有感应电流产生,如图(a), 电流表测的是有效值,所以I=.题图(乙)中的磁场布满整个空间,线框中产生的感应电流 如图(b),所以 I= ,则 II=1. 7.(2019四川自贡模拟)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图(甲) 所示.已知发电机线圈内阻为 5.0 ,外接电阻为 95.0 的灯泡,如图(乙)所示,则( C ) A.电压表的示数为 220 V B.电路中的电流方向每秒钟改变 50 次 C.发电机线圈内阻每秒
7、钟产生的焦耳热为 24.2 J D.线圈在如图(乙)位置时,穿过线圈的磁通量为零,线圈的感应电动势也为零 解析:由题图(甲)知电压峰值为220 V,周期为0.02 s,所以有效值为220 V,角速度= =100 rad/s.电压表测的是路端电压有效值,U=E=220 V=209 V,A错误;交 变电流的频率为 50 Hz,每一周期电流方向改变两次,所以每秒电流方向改变 100 次,B 错误; 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热Q=I2rt=()251 J=24.2 J,C正确;线圈在题图 (乙)位置时,穿过线圈的磁通量为零,线圈的感应电动势最大,D 错误. 8.(2019宁夏吴忠模拟)如图所示,
8、单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水 平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度从中 性面开始匀速转动,下列说法正确的是( C ) A.转过 时,线框中的电流方向为 abcd B.线框中感应电流的有效值为 C.从中性面开始转过 的过程中,通过导线横截面的电荷量为 D.线框转一周的过程中,产生的热量为 解析:转过 的过程中,磁通量变小,产生的感应磁场的方向与原磁场方向相同,根据楞次定律 可知,电流方向为adcb,故A错误;线框中产生的感应电动势最大值Em=BS,感应电动势有效 值E=BS,电流的有效值I= =,故B错误;由 =, = ,q= t
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